Los cosmólogos, y no los físicos de partículas, podrían ser los que finalmente midan la masa de la esquiva partícula de neutrinos. Un grupo de cosmólogos ha realizado su medición más precisa hasta la fecha de la masa de estas misteriosas llamadas "partículas fantasma". No utilizaron un detector de partículas gigantes, sino que utilizaron datos de la encuesta más grande de galaxias, el Sloan Digital Sky Survey. Si bien los experimentos anteriores habían demostrado que los neutrinos tienen una masa, se cree que es tan pequeña que era muy difícil de medir. Pero al observar los datos de Sloan sobre galaxias, el estudiante de doctorado Shawn Thomas y sus asesores en el University College London pusieron la masa de un neutrino en no más de 0.28 electronvoltios, que es menos de una billonésima parte de la masa de un solo átomo de hidrógeno. Esta es una de las medidas más precisas de la masa de un neutrino hasta la fecha.
Su trabajo se basa en el principio de que la gran abundancia de neutrinos (hay billones que pasan a través de usted en este momento) tiene un gran efecto acumulativo sobre la materia del cosmos, que naturalmente se forma en "grupos" de grupos y cúmulos de galaxias. Como los neutrinos son extremadamente livianos, se mueven a través del universo a grandes velocidades, lo que tiene el efecto de suavizar esta "acumulación" natural de materia. Al analizar la distribución de las galaxias en todo el universo (es decir, el alcance de este "alisamiento" de las galaxias) los científicos pueden determinar los límites superiores de la masa de neutrinos.
Un neutrino es capaz de atravesar un año luz, aproximadamente seis billones de millas, de plomo sin golpear un solo átomo.
Un aspecto central de este nuevo cálculo es la existencia del mapa 3D más grande de galaxias, llamado Mega Z, que cubre más de 700,000 galaxias registradas por el Sloan Digital Sky Survey y permite mediciones en vastos tramos del universo conocido.
"De todos los candidatos hipotéticos para la misteriosa materia oscura, hasta ahora los neutrinos proporcionan el único ejemplo de materia oscura que realmente existe en la naturaleza", dijo Ofer Lahav, jefe del Grupo de Astrofísica de UCL. "Es notable que la distribución de galaxias a grandes escalas nos pueda informar sobre la masa de los pequeños neutrinos".
Los cosmólogos de UCL pudieron estimar distancias a las galaxias utilizando un nuevo método que mide el color de cada una de las galaxias. Al combinar este enorme mapa de galaxias con información de las fluctuaciones de temperatura en el resplandor posterior del Big Bang, llamado radiación de fondo cósmico de microondas, pudieron establecer uno de los límites superiores más pequeños del tamaño de la partícula de neutrino hasta la fecha.
"Aunque los neutrinos representan menos del 1% de toda la materia, forman una parte importante del modelo cosmológico", dijo el Dr. Shaun Thomas. "Es fascinante que las partículas más escurridizas y pequeñas puedan tener tal efecto en el Universo".
"Esta es una de las técnicas más efectivas disponibles para medir las masas de neutrinos", dijo el Dr. Filipe Abadlla. "Esto pone grandes esperanzas para finalmente obtener una medición de la masa del neutrino en los próximos años".
Los autores confían en que una encuesta más amplia del Universo, como la en la que están trabajando llamada Encuesta Internacional de Energía Oscura, arrojará un peso aún más preciso para el neutrino, potencialmente en un límite superior de solo 0.1 voltios de electrones.
Los resultados se publican en la revista Physical Review Letters.
Fuente: University College London
