Terletak di titik paling selatan di Bumi, Teleskop Kutub Selatan seluas 280 tan, lebar 10 meter telah membantu para astronom mengungkap sifat tenaga gelap dan sifar pada jisim sebenar neutrino - zarah subatomik sukar difahami yang menyelubungi Alam Semesta dan, hingga baru-baru ini, dianggap sepenuhnya tanpa jisim yang dapat diukur.
Teleskop Kutub Selatan (SPT) yang dibiayai oleh NSF dirancang khusus untuk mengkaji rahsia tenaga gelap, kekuatan yang kononnya mendorong pengembangan (dan nampaknya masih mempercepat) pengembangan Alam Semesta. Kebolehan pemerhatian gelombang milimeternya membolehkan para saintis mengkaji Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik (CMB) yang menyelimuti langit malam dengan gema Big Bang yang berusia 14 bilion tahun.
Di atas jejak CMB adalah siluet kelompok galaksi yang jauh - beberapa struktur paling besar untuk dibentuk di Alam Semesta. Dengan mencari kelompok ini dan memetakan pergerakan mereka dengan SPT, para penyelidik dapat melihat bagaimana tenaga gelap - dan neutrino - berinteraksi dengan mereka.
"Neutrinos adalah antara zarah paling banyak di alam semesta," kata Bradford Benson, ahli kosmologi eksperimen di Institut Kavli untuk Fizik Kosmologi University of Chicago. "Kira-kira satu trilion neutrino melewati kita setiap saat, walaupun anda sukar memperhatikannya kerana jarang berinteraksi dengan perkara" normal "."
Sekiranya neutrino sangat besar, mereka akan memberi kesan pada kelompok galaksi berskala besar yang diperhatikan dengan SPT. Sekiranya mereka tidak mempunyai jisim, tidak akan ada kesan.
Hasil pasukan kolaborasi SPT, bagaimanapun, jatuh di suatu tempat.
Walaupun hanya 100 dari 500 kelompok yang dikenal pasti sejauh ini telah disurvei, pasukan ini dapat meletakkan had atas awal yang cukup dipercayai pada jisim neutrino - sekali lagi, zarah-zarah yang pernah dianggap mempunyai tidak jisim.
Ujian sebelumnya juga memberikan had yang lebih rendah pada jisim neutrino, sehingga menyempitkan jisim zarah subatom yang dijangkakan kepada antara 0,05 - 0,28 eV (volt elektron). Setelah tinjauan SPT selesai, pasukan menjangka akan mendapat hasil yang lebih yakin dari jisim zarah.
"Dengan set data SPT yang lengkap, kita akan dapat meletakkan kekangan yang sangat ketat pada tenaga gelap dan mungkin menentukan jisim neutrino," kata Benson.
"Kita harus sangat dekat dengan tingkat ketepatan yang diperlukan untuk mengesan massa neutrino," katanya kemudian dalam e-mel kepada Space Magazine.
Pengukuran tepat seperti itu tidak akan dapat dilakukan tanpa Teleskop Kutub Selatan, yang memiliki kemampuan kerana lokasinya yang unik untuk mengamati langit yang gelap untuk jangka waktu yang sangat lama. Antartika juga menawarkan suasana stabil kepada SPT, serta tahap wap air yang sangat rendah yang mungkin menyerap isyarat panjang gelombang milimeter samar.
"Teleskop Kutub Selatan telah terbukti menjadi permata mahkota penyelidikan astrofizik yang dilakukan oleh NSF di Antartika," kata Vladimir Papitashvili, pengarah program Ilmu Astrofizik Antartika dan Geospace di Pejabat Program Polar NSF. "Ia telah menghasilkan kira-kira dua lusin penerbitan sains yang ditinjau oleh rakan sebaya sejak teleskop menerima 'cahaya pertama' pada 17 Februari 2007. SPT adalah projek yang sangat fokus, dikendalikan dengan baik dan menakjubkan."
Penemuan pasukan itu disampaikan oleh Bradford Benson pada pertemuan American Physical Society di Atlanta pada 1 April.
