Kosmoloogid - ja mitte osakestefüüsikud - võiksid olla need, kes mõõdavad lõpuks tabamatu neutriinoosakeste massi. Rühm kosmolooge on nende salapäraste niinimetatud “kummitusosakeste” massi veel kõige täpsemini mõõtnud. Nad ei kasutanud hiiglaslikku osakeste detektorit, vaid kasutasid andmeid kõigi aegade suurimast galaktikate uuringust - Sloan Digital Sky Survey. Kui varasemad katsed näitasid, et neutriinodel on mass, arvatakse see olevat nii väike, et seda oli väga raske mõõta. Kuid vaadates Sloani andmeid galaktikate kohta, seadsid doktorant Shawn Thomas ja tema Londoni ülikooli kolledži nõustajad neutriino massi mitte suuremaks kui 0,28 elektronvolti, mis on vähem kui miljard neljandikku ühe vesinikuaatomi massist. See on üks täpsemaid neutriino massi mõõtmisi tänaseni.
Nende töö põhineb põhimõttel, et neutriinode tohutul arvukusel (teid läbib praegu triljoneid) on kosmose küsimusele suur kumulatiivne mõju, mis moodustub looduslikult galaktikate rühmade ja klastrite kogumiteks. Kuna neutriinod on äärmiselt kerged, liiguvad nad kogu universumis suure kiirusega, mis tasandab seda ainest loomulikku “klomplikkust”. Analüüsides galaktikate jaotust universumis (st galaktikate selle "silumise" ulatust), suudavad teadlased välja töötada neutriinomassi ülemised piirid.
Neutriino on võimeline läbima valgusaasta - umbes kuus triljonit miili - pliid, ilma et see tabaks ühte aatomit.
Selle uue arvutuse keskmes on kõigi aegade suurima galaktikate 3D-kaardi Mega Z olemasolu, mis hõlmab Sloani digitaalse taeva uuringu käigus registreeritud üle 700 000 galaktika ja võimaldab mõõtmisi tuntud universumi ulatuslikel osadel.
"Kõigist salapärase Dark Matte'i hüpoteetilistest kandidaatidest on neutriinod siiani ainus näide looduses eksisteerivast tumedast ainest," ütles UCLi astrofüüsikagrupi juht Ofer Lahav. "On tähelepanuväärne, et galaktikate jaotus tohutu skaala korral võib meile öelda pisikeste neutriinode massi kohta."
UCL-i kosmoloogid suutsid hinnata kaugust galaktikateni, kasutades uut meetodit, mis mõõdab iga galaktika värvi. Kombineerides seda tohutut galaktikakaarti Suure Paugu järelmõõdu temperatuurikõikumistega, mida nimetatakse kosmilise mikrolaine taustkiirguseks, suutsid nad seada neutriinoosakeste suuruse ühe väikseima ülemise piiri praeguseks.
"Ehkki neutriinod moodustavad vähem kui 1% kogu ainest, moodustavad nad kosmoloogilise mudeli olulise osa," ütles dr Shaun Thomas. "On põnev, et kõige tabamatumad ja pisemad osakesed võivad sellist mõju avaldada universumile."
"See on üks tõhusamaid neutriinomasside mõõtmiseks kasutatavaid tehnikaid," ütles dr Filipe Abadlla. "See paneb suuri lootusi saada neutriino massi mõõtmine järgmistel aastatel."
Autorid on kindlad, et suurem Universumi uuring, näiteks selline, mille kallal nad töötavad, on rahvusvaheline Dark Energy Survey, et neutriino kaal oleks veelgi täpsem, potentsiaalselt ülemisel piiril vaid 0,1 elektronvolti.
Tulemused avaldatakse ajakirjas Physical Review Letters.
Allikas: Londoni ülikooli kolledž
