Самые легкие части вопроса просто стали легче

Космологи использовали измерения некоторых самых крупных объектов во вселенной для устанавливания границы массы самой легкой частицы в космосе. Используя данные от обзора 700 000 галактик, исследователи нашли, что неуловимая субатомная частица, названная нейтрино, может иметь массу не больше, чем 0,28 электрон-вольт (эВ), которые являются менее, чем миллионными из массы атома водорода.

Neutrinos являются одиночками мира частицы; они едва взаимодействуют с другим вопросом вообще. Например, миллиарды neutrinos проходят через Вас прямо сейчас, все же только один из них, вероятно, поразит ядро в Вашем органе в Вашем сроке службы.

Однако, neutrinos критически важны по отношению к нашей вселенной. Космологи думают, что вселенная состоит из обычного вопроса, составляющего галактики, таинственная «темная материя», сила тяжести которой скрепляет галактики и некоторую странную протягивающую пространство «темную энергию», которая, кажется, ускоряет расширение вселенной. И даже при том, что neutrinos почти ничего не взвешивают, они так в изобилии, что они делают значительный вклад в обычную часть вопроса рецепта, говорит Шон Томас, космолог в Университетском колледже Лондона (UCL) и соавтор нового исследования. В космологических моделях количества каждого из компонентов влияют на остальных, поэтому если исследователи понимают массу превратно neutrinos, они могут неверно рассчитать сумма темной энергии, говорит он.

Физики частицы долго предполагали, что neutrinos были невесомы. То представление начало изменяться в конце 1960-х, когда физики нашли, что были различные типы или «ароматы», neutrinos и что казалось, что один тип нейтрино мог преобразовать в другого — что-то, что может произойти, только если различные типы нейтрино имеют различные массы. С тех пор исследования neutrinos, использующих огромные подземные детекторы частиц или ускорители частиц, показали, что существует три типа neutrinos — электрон, мюон, и tau нейтрино — и что они делают [аромат изменения от одного типа до другого. Однако «текущие эксперименты физики элементарных частиц не говорят нам, что фактические массы neutrinos — просто различия между массами», говорит Томас.

Это — то, где галактики входят. Если это является достаточно большим, вес всех тех neutrinos мог бы влиять на развитие галактик после большого взрыва. Для поиска этого исследователи сначала использовали измерения послесвечения большого взрыва, так называемого реликтового излучения, от космического Исследования анизотропии микроволновой печи Уилкинсона (WMAP) НАСА для определения статистического распределения колебаний плотности исконного супа частиц в новорожденной вселенной. Они тогда решили трехмерное распределение вопроса во вселенной с помощью данных по 700 000 галактик от Слоана цифрового обзора неба (SDSS), обзора одной четверти неба с помощью 2,5-метрового телескопа, базируемого в Нью-Мексико.

С этими двумя наборами данных в руке бригада тогда управляла машинным моделированием, берущим ингредиенты для строительства вселенной — такие как сумма темной материи и масса neutrinos — и строящим теоретические участки массового распределения на основе тех параметров. Исследователи нашли, что они могли лучше всего соответствовать моделированию к WMAP и данным SDSS, если бы neutrinos имел массу не больше, чем 0.28eV, они явились в конференцию ранее на этой неделе в UCL и в газете в прессе в Physical Review Letters.

Не все берут результат в качестве истинной правды, как бы то ни было. Физик астрочастицы Гидо Дрекслин из Технологического института Карлсруэ в Германии поздравляет космологов UCL с «впечатляющим собранием произведений», но он полагает, что традиционные эксперименты физики элементарных частиц в лаборатории более прочны. «Космология достигла очень впечатляющих результатов на массе нейтрино, но это полагается на законность основной космологической модели», говорит он.

При ожидании будущего бригада UCL ожидает быть в состоянии очистить массу нейтрино еще больше благодаря двум новым проектам наблюдения: Обзор Темной энергии, который обеспечит данные по 300 миллионам галактик к 2016 и космический корабль Планка Европы, который был запущен в мае 2009 и сделает еще более точные измерения реликтового излучения. Бригада должна тогда быть в состоянии установить предел для массы нейтрино просто 0.1eV — или фактически измерить точное значение, если это, оказывается, больше, чем это, говорят соавтор исследования и космолог Офер Лэхэв UCL.


Добавить комментарий