นักจักรวาลวิทยา - และไม่ใช่นักฟิสิกส์ของอนุภาค - อาจเป็นคนที่วัดมวลของอนุภาคนิวตริโนที่เข้าใจยาก กลุ่มนักดาราศาสตร์วิทยาทำการวัดที่แม่นยำที่สุดของพวกเขา แต่ยังมีมวลของสิ่งลึกลับที่เรียกว่า "อนุภาคผี" พวกเขาไม่ได้ใช้เครื่องตรวจจับอนุภาคขนาดใหญ่ แต่ใช้ข้อมูลจากการสำรวจที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมาในกาแลคซีนั่นคือ Sloan Digital Sky Survey ในขณะที่การทดลองก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่านิวตริโนมีมวล แต่ก็คิดว่าเล็กมากจนยากที่จะวัด แต่จากการดูข้อมูล Sloan เกี่ยวกับกาแลคซีนักศึกษาปริญญาเอก Shawn Thomas และที่ปรึกษาของเขาที่ University College London ทำให้มวลของนิวตริโนไม่เกิน 0.28 โวลต์อิเล็กตรอนซึ่งน้อยกว่าหนึ่งในพันล้านของมวลอะตอมไฮโดรเจนเดี่ยว นี่เป็นการวัดที่แม่นยำที่สุดของมวลของนิวตริโนจนถึงปัจจุบัน
งานของพวกเขาขึ้นอยู่กับหลักการที่ว่านิวตริโนมากมาย (มีล้านล้านผ่านตอนนี้) มีผลอย่างมากต่อเรื่องของเอกภพซึ่งก่อตัวเป็น "กลุ่ม" ของกลุ่มและกระจุกกาแลคซีตามธรรมชาติ เนื่องจากนิวตริโนมีน้ำหนักเบามากพวกมันเคลื่อนที่ข้ามจักรวาลด้วยความเร็วสูงซึ่งมีผลต่อการทำให้ "ความเป็นปึกแผ่น" ของสสารเป็นไปอย่างราบรื่น ด้วยการวิเคราะห์การกระจายตัวของกาแลคซีทั่วทั้งจักรวาล (เช่นขอบเขตของ "กาแล็กซี่ที่ราบเรียบ" ของกาแลคซี่) นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้สามารถที่จะกำจัดขีด จำกัด สูงสุดของมวลนิวตริโน
นิวตริโนมีความสามารถในการผ่านปีแสง - ประมาณหกล้านล้านไมล์ - นำโดยไม่ต้องกดอะตอมเดียว
ศูนย์กลางในการคำนวณใหม่นี้คือการมีอยู่ของแผนที่กาแลคซี 3 มิติที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมาซึ่งเรียกว่า Mega Z ซึ่งครอบคลุมกาแลคซีมากกว่า 700,000 แห่งที่บันทึกโดย Sloan Digital Sky Survey และช่วยให้สามารถตรวจวัดเอกภพที่กว้างใหญ่
“ จากผู้สมัครทั้งหมดสำหรับ Dark Matter ลึกลับจนถึงตอนนี้นิวตริโนยังเป็นตัวอย่างของสสารมืดที่มีอยู่จริงในธรรมชาติ” Ofer Lahav หัวหน้ากลุ่ม Astrophysics ของ UCL กล่าว “ เป็นเรื่องน่าทึ่งที่การกระจายกาแลคซีในระดับมากสามารถบอกเราเกี่ยวกับมวลของนิวตริโนขนาดเล็ก”
นักจักรวาลวิทยาที่ UCL สามารถประเมินระยะทางสู่กาแลคซีโดยใช้วิธีการใหม่ที่ใช้วัดสีของกาแลคซีแต่ละแห่ง ด้วยการรวมแผนที่กาแลคซีขนาดมหึมานี้เข้ากับข้อมูลจากความผันผวนของอุณหภูมิในภายหลังการเรืองแสงของบิกแบงเรียกว่ารังสีคอสมิคไมโครเวฟพื้นหลังทำให้พวกเขาสามารถใส่ขีด จำกัด บนที่เล็กที่สุดของขนาดของอนุภาคนิวตรอนได้จนถึงปัจจุบัน
“ แม้ว่านิวตริโนจะมีปริมาณน้อยกว่า 1% ของทุกสิ่งที่พวกมันเป็นส่วนสำคัญของแบบจำลองทางดาราศาสตร์” ดร. ฌอนโธมัสกล่าว “ เป็นเรื่องน่าทึ่งที่อนุภาคที่เล็กและเข้าใจยากที่สุดสามารถส่งผลกระทบต่อจักรวาลได้”
“ นี่เป็นหนึ่งในเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับการตรวจวัดมวลนิวตริโน” ดร. Filipe Abadlla กล่าว “ สิ่งนี้ทำให้ความหวังที่ยิ่งใหญ่ในที่สุดได้รับการวัดมวลของนิวตริโนในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า”
ผู้เขียนมั่นใจว่าการสำรวจจักรวาลที่ใหญ่กว่าเช่นการสำรวจพลังงานมืดระหว่างประเทศจะให้น้ำหนักที่แม่นยำยิ่งขึ้นสำหรับนิวตริโนซึ่งมีค่าเพียง 0.1 โวลต์อิเล็กตรอน
ผลลัพธ์จะถูกตีพิมพ์ในวารสาร Physical Review Letters
ที่มา: University College London
