Các nhà vũ trụ học - và không phải các nhà vật lý hạt - có thể là những người cuối cùng đo được khối lượng của hạt neutrino khó nắm bắt. Một nhóm các nhà vũ trụ học đã thực hiện phép đo chính xác nhất của họ về khối lượng của những hạt ma thuật bí ẩn được gọi là này. Họ đã sử dụng một máy dò hạt khổng lồ nhưng sử dụng dữ liệu từ cuộc khảo sát lớn nhất từ trước đến nay của các thiên hà, Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan. Trong khi các thí nghiệm trước đây đã chỉ ra rằng neutrino có khối lượng, nó được cho là quá nhỏ đến mức rất khó đo lường. Nhưng nhìn vào dữ liệu Sloan về các thiên hà, nghiên cứu sinh Shawn Thomas và các cố vấn của ông tại Đại học College London đã đặt khối lượng neutrino ở mức không lớn hơn 0,28 volt, ít hơn một phần tỷ khối lượng của một nguyên tử hydro. Đây là một trong những phép đo chính xác nhất về khối lượng của neutrino cho đến nay.
Công trình của họ dựa trên nguyên tắc rằng sự phong phú khổng lồ của neutrino (có hàng nghìn tỷ đồng đi qua bạn ngay bây giờ) có tác động tích lũy lớn đối với vật chất của vũ trụ, tự nhiên hình thành nên các cụm sao và nhóm thiên hà. Vì neutrino cực kỳ nhẹ, chúng di chuyển khắp vũ trụ với tốc độ lớn, có tác dụng làm mịn khối vón cục tự nhiên này của vật chất. Bằng cách phân tích sự phân bố của các thiên hà trên khắp vũ trụ (tức là phạm vi của các thiên hà này làm mịn ra các thiên hà), các nhà khoa học có thể tìm ra giới hạn trên của khối lượng neutrino.
Một neutrino có khả năng đi qua một năm ánh sáng -Về 6000000000000 dặm - chì mà không cần nhấn một nguyên tử duy nhất.
Trọng tâm của tính toán mới này là sự tồn tại của bản đồ thiên hà 3D lớn nhất từ trước đến nay, được gọi là Mega Z, bao gồm hơn 700.000 thiên hà được ghi nhận bởi Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan và cho phép đo trên các dải rộng lớn của vũ trụ đã biết.
Ofer Lahav, Trưởng nhóm Vật lý thiên văn UCL, cho biết, tất cả các ứng cử viên giả thuyết cho Dark Matter bí ẩn, cho đến nay neutrino cung cấp ví dụ duy nhất về vật chất tối thực sự tồn tại trong tự nhiên. Một điều đáng chú ý là sự phân bố các thiên hà trên quy mô khổng lồ có thể cho chúng ta biết về khối lượng của các neutrino nhỏ.
Các nhà vũ trụ học tại UCL đã có thể ước tính khoảng cách đến các thiên hà bằng phương pháp mới đo màu của từng thiên hà. Bằng cách kết hợp bản đồ thiên hà khổng lồ này với thông tin từ sự dao động nhiệt độ sau khi phát sáng của Vụ nổ lớn, được gọi là bức xạ Bối cảnh vi sóng vũ trụ, họ có thể đặt một trong những giới hạn trên nhỏ nhất về kích thước của hạt neutrino cho đến nay.
Tiến sĩ Mặc dù neutrino chiếm chưa đến 1% trong tất cả các vật chất mà chúng tạo thành một phần quan trọng của mô hình vũ trụ học, tiến sĩ Shaun Thomas nói. Ngay lập tức, nó hấp dẫn rằng các hạt nhỏ và khó nắm bắt nhất có thể có ảnh hưởng như vậy đến Vũ trụ.
Đây là một trong những kỹ thuật hiệu quả nhất để đo khối lượng neutrino, tiến sĩ Filipe Abadlla nói. Điều này đặt hy vọng lớn để cuối cùng có được một phép đo khối lượng của neutrino trong những năm tới.
Các tác giả tự tin rằng một cuộc khảo sát lớn hơn về Vũ trụ, như cuộc khảo sát mà họ đang thực hiện có tên là Khảo sát Năng lượng tối quốc tế, sẽ mang lại trọng lượng chính xác hơn cho neutrino, có khả năng ở giới hạn trên chỉ là 0,1 volt.
Kết quả được công bố trên tạp chí Vật lý Đánh giá.
Nguồn: Đại học College London
