Los neutrinos vienen en tres sabores formados por una mezcla de tres masas de neutrinos. Si bien se conocen las diferencias entre las masas, hasta ahora se disponía de poca información sobre la masa de las especies más ligeras.
Es importante comprender mejor los neutrinos y los procesos a través de los cuales obtienen su masa, ya que podrían revelar secretos sobre la astrofísica, incluida la forma en que se mantiene unido el universo, por qué se está expandiendo y de qué está hecha la materia oscura.
El primer autor, el Dr. Arthur Loureiro UCL Physics & Astronomy, dijo: "Cien mil millones de neutrinos vuelan a través de tu pulgar desde el Sol cada segundo, incluso de noche. Estos son fantasmas muy débilmente interactivos de los que sabemos poco.Lo que sí sé es que a medida que avanzan, pueden cambiar entre sus tres sabores, y esto solo puede suceder si al menos dos de sus masas no son cero ".
"Los tres sabores se pueden comparar con el helado en el que tiene una bola que contiene fresa, chocolate y vainilla. Siempre hay tres sabores pero en diferentes proporciones, y la relación cambiante y el comportamiento extraño de la partícula solo puede serexplicado por neutrinos que tienen una masa ".
El concepto de que los neutrinos tienen masa es relativamente nuevo con el descubrimiento en 1998 que le valió al Profesor Takaaki Kajita y al Profesor Arthur B. McDonald el Premio Nobel de Física 2015. Aun así, el Modelo Estándar utilizado por la física moderna aún no se ha actualizadoasignar neutrinos a una masa.
El estudio, publicado hoy en Cartas de revisión física por investigadores de UCL, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Institut d'Astrophysique de Paris y Universidade de Sao Paulo, establece un límite superior para la masa del neutrino más ligero por primera vez. La partícula técnicamente no podría tener masa comoaún no se ha determinado un límite inferior.
El equipo utilizó un enfoque innovador para calcular la masa de neutrinos mediante el uso de datos recopilados por cosmólogos y físicos de partículas. Esto incluyó el uso de datos de 1.1 millones de galaxias del Estudio Espectroscópico de Oscilación de Baryon BOSS para medir la tasa de expansión deluniverso y limitaciones de los experimentos de aceleración de partículas.
"Utilizamos información de una variedad de fuentes, incluidos telescopios espaciales y terrestres que observan la primera luz del Universo la radiación de fondo cósmico de microondas, estrellas en explosión, el mapa 3D más grande de galaxias en el Universo, aceleradores de partículas,reactores nucleares, y más ", dijo el Dr. Loureiro.
"Como los neutrinos son abundantes pero pequeños y esquivos, necesitábamos todos los conocimientos disponibles para calcular su masa y nuestro método podría aplicarse a otras grandes preguntas que desconciertan a cosmólogos y físicos de partículas por igual".
Los investigadores utilizaron la información para preparar un marco en el que modelar matemáticamente la masa de neutrinos y utilizaron la supercomputadora de UCL, Grace, para calcular la masa máxima posible del neutrino más ligero para ser 0.086 eV IC 95%, que es equivalentea 1.5 x 10-37 Kg. Calcularon que tres sabores de neutrinos juntos tienen un límite superior de 0.26 eV IC 95%.
Segundo autor, estudiante de doctorado Andrei Cuceu UCL Physics & Astronomy, dijo: "Usamos más de medio millón de horas de computación para procesar los datos; esto es equivalente a casi 60 años en un solo procesador. Este proyecto superó los límitespara el análisis de big data en cosmología "
El equipo dice que entender cómo se puede estimar la masa de neutrinos es importante para futuros estudios cosmológicos como DESI y Euclid, que involucran a equipos de todo el UCL.
El Instrumento Espectroscópico de Energía Oscura DESI estudiará la estructura a gran escala del universo y su contenido de energía oscura y materia oscura con una alta precisión. Euclid es un nuevo telescopio espacial que se está desarrollando con la Agencia Espacial Europea para mapear la geometría deEl Universo oscuro y la evolución de las estructuras cósmicas.
El profesor Ofer Lahav Física y Astronomía de UCL, coautor del estudio y presidente del Consorcio del Reino Unido de la Encuesta de Energía Oscura y DESI dijo: "Es impresionante que el cúmulo de galaxias a gran escala pueda contarnos sobre elmasa del neutrino más ligero, un resultado de fundamental importancia para la física. Este nuevo estudio demuestra que estamos en el camino para medir realmente las masas de neutrinos con la próxima generación de grandes estudios de galaxias espectroscópicas, como DESI, Euclid y otros ".
La investigación fue financiada por el Consejo Nacional para el Desarrollo Científico y Tecnológico CNPq Ciencia sin Fronteras Brasil, la Royal Astronomical Society, el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido STFC, la Royal Society y el European Research Council.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por University College London . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Cita esta página :