Ahli kosmologi - dan bukan fisikawan partikel - dapat menjadi orang-orang yang akhirnya mengukur massa partikel neutrino yang sulit dipahami. Sekelompok kosmolog telah membuat pengukuran paling akurat dari massa “partikel hantu” misterius ini. Mereka tidak menggunakan pendeteksi partikel raksasa tetapi menggunakan data dari survei galaksi terbesar yang pernah ada, Sloan Digital Sky Survey. Sementara percobaan sebelumnya telah menunjukkan bahwa neutrino memiliki massa, diperkirakan sangat kecil sehingga sangat sulit untuk diukur. Tetapi melihat data Sloan pada galaksi, mahasiswa PhD Shawn Thomas dan penasihatnya di University College London menempatkan massa neutrino tidak lebih besar dari 0,28 volt elektron, yang kurang dari sepersejuta massa atom hidrogen tunggal. Ini adalah salah satu pengukuran paling akurat dari massa neutrino hingga saat ini.
Pekerjaan mereka didasarkan pada prinsip bahwa berlimpahnya neutrino (ada triliunan yang melewati Anda saat ini) memiliki efek kumulatif besar pada masalah kosmos, yang secara alami terbentuk menjadi "rumpun" kelompok dan gugusan galaksi. Karena neutrino sangat ringan, mereka bergerak melintasi alam semesta dengan kecepatan tinggi yang memiliki efek menghaluskan “kepekatan” materi ini. Dengan menganalisis distribusi galaksi di seluruh alam semesta (mis. Tingkat "penghalusan" galaksi), para ilmuwan dapat menentukan batas atas massa neutrino.
Neutrino mampu melewati tahun cahaya - sekitar enam triliun mil - timah tanpa mengenai atom tunggal.
Inti dari perhitungan baru ini adalah keberadaan peta galaksi 3D terbesar yang pernah ada, yang disebut Mega Z, yang mencakup lebih dari 700.000 galaksi yang direkam oleh Sloan Digital Sky Survey dan memungkinkan pengukuran pada bentangan luas alam semesta yang diketahui.
"Dari semua kandidat hipotetis untuk Materi Gelap yang misterius, sejauh ini neutrino menyediakan satu-satunya contoh materi gelap yang sebenarnya ada di alam," kata Ofer Lahav, Kepala Kelompok Astrofisika UCL. "Sungguh luar biasa bahwa distribusi galaksi pada skala besar dapat memberi tahu kita tentang massa neutrino kecil."
Ahli Kosmologi di UCL mampu memperkirakan jarak ke galaksi menggunakan metode baru yang mengukur warna masing-masing galaksi. Dengan menggabungkan peta galaksi yang sangat besar ini dengan informasi dari fluktuasi suhu setelah cahaya Ledakan Dahsyat, yang disebut radiasi Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik, mereka dapat menempatkan salah satu batas atas terkecil pada ukuran partikel neutrino hingga saat ini.
"Meskipun neutrino membentuk kurang dari 1% dari semua materi, mereka membentuk bagian penting dari model kosmologis," kata Dr. Shaun Thomas. "Sangat menarik bahwa partikel yang paling sulit dipahami dan kecil dapat memiliki efek pada Semesta."
"Ini adalah salah satu teknik paling efektif yang tersedia untuk mengukur massa neutrino," kata Dr. Filipe Abadlla. "Ini menempatkan harapan besar untuk akhirnya mendapatkan pengukuran massa neutrino di tahun-tahun mendatang."
Para penulis yakin bahwa survei yang lebih besar dari Semesta, seperti yang mereka kerjakan disebut Survei Energi Gelap internasional, akan menghasilkan bobot yang lebih akurat untuk neutrino, berpotensi pada batas atas hanya 0,1 elektron volt.
Hasilnya diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters.
Sumber: University College London
