Nằm ở điểm cực nam trên Trái đất, Kính thiên văn Nam Cực rộng 280 tấn, rộng 10 mét đã giúp các nhà thiên văn học làm sáng tỏ bản chất của năng lượng tối và bằng không trong khối lượng neutrino thực tế - các hạt hạ nguyên tử khó nắm bắt trong vũ trụ và cho đến khi rất gần đây, được cho là hoàn toàn không có khối lượng có thể đo lường được.
Kính thiên văn Nam Cực (SPT) do NSF tài trợ được thiết kế đặc biệt để nghiên cứu các bí mật của năng lượng tối, lực lượng cố tình thúc đẩy sự giãn nở không ngừng (và dường như vẫn đang tăng tốc) của Vũ trụ. Khả năng quan sát sóng milimet của nó cho phép các nhà khoa học nghiên cứu Bối cảnh vi sóng vũ trụ (CMB) tràn ngập bầu trời đêm với tiếng vang 14 tỷ năm của Vụ nổ lớn.
Bao trùm lên dấu ấn của CMB là hình bóng của các cụm thiên hà xa xôi - một số cấu trúc khổng lồ nhất hình thành trong Vũ trụ. Bằng cách định vị các cụm này và lập bản đồ chuyển động của chúng với SPT, các nhà nghiên cứu có thể thấy năng lượng tối - và neutrino - tương tác với chúng như thế nào.
Cơn lốc neutrino là một trong những hạt phong phú nhất trong vũ trụ, ông Hay Benson, một nhà vũ trụ học thực nghiệm tại Viện Vật lý Vũ trụ của Đại học Chicago. Khoảng một nghìn tỷ neutrino đi qua chúng ta mỗi giây, mặc dù bạn sẽ khó nhận ra chúng vì chúng hiếm khi tương tác với ‘vật chất bình thường.
Nếu neutrino đặc biệt lớn, chúng sẽ có ảnh hưởng đến các cụm thiên hà quy mô lớn được quan sát bằng SPT. Nếu họ không có khối lượng, sẽ không có hiệu lực.
Tuy nhiên, kết quả nhóm cộng tác SPT rơi vào khoảng giữa.
Mặc dù chỉ có 100 trong số 500 cụm được xác định cho đến nay đã được khảo sát, nhóm nghiên cứu đã có thể đặt giới hạn trên sơ bộ hợp lý đáng tin cậy đối với khối lượng neutrino - một lần nữa, các hạt từng được cho là có Không khối lượng.
Các thử nghiệm trước đây cũng đã chỉ định giới hạn thấp hơn cho khối lượng neutrino, do đó thu hẹp khối lượng dự đoán của các hạt hạ nguyên tử trong khoảng 0,05 - 0,28 eV (vôn electron). Sau khi hoàn thành khảo sát SPT, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ có kết quả tự tin hơn nữa về khối lượng hạt.
Benson Với bộ dữ liệu SPT đầy đủ, chúng tôi sẽ có thể đặt các ràng buộc cực kỳ chặt chẽ đối với năng lượng tối và có thể xác định khối lượng của neutrino, Benson nói.
Chúng ta nên rất gần với mức độ chính xác cần thiết để phát hiện khối lượng neutrino, anh ấy đã lưu ý sau đó trong một email gửi tới Tạp chí Vũ trụ.
Các phép đo chính xác như vậy sẽ không thể thực hiện được nếu không có Kính viễn vọng Nam Cực, có khả năng do vị trí độc đáo của nó để quan sát bầu trời tối trong thời gian rất dài. Nam Cực cũng cung cấp cho SPT một bầu không khí ổn định, cũng như mức hơi nước rất thấp có thể hấp thụ các tín hiệu bước sóng milimet mờ nhạt.
Kính viễn vọng Nam Cực đã được chứng minh là một viên ngọc quý của nghiên cứu vật lý thiên văn được thực hiện bởi NSF ở Nam Cực, ông Vladimir Papitashvili, Giám đốc chương trình Vật lý thiên văn và Khoa học không gian Nam cực tại Văn phòng các chương trình vùng cực của NSF. Đây đã sản xuất khoảng hai chục ấn phẩm khoa học được đánh giá ngang hàng kể từ khi kính viễn vọng nhận được light ánh sáng đầu tiên vào ngày 17 tháng 2 năm 2007. SPT là một dự án rất tập trung, được quản lý tốt và tuyệt vời.
Kết quả nghiên cứu của nhóm đã được trình bày bởi Bradford Benson tại cuộc họp của Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ tại Atlanta vào ngày 1 tháng 4.
