Kami penuh neutrino sepanjang masa. Mereka berada di mana-mana, hampir tidak dapat dikesan, melayang melalui perkara biasa. Kami hampir tidak tahu apa-apa tentang mereka - tidak seberapa berat mereka. Tetapi kita tahu bahawa neutrino mempunyai potensi untuk mengubah bentuk seluruh alam semesta. Dan kerana mereka mempunyai kuasa itu, kita boleh menggunakan bentuk alam semesta untuk menimbang mereka - sebagai satu pasukan ahli fizik yang kini telah dilakukan.
Kerana fizik, tingkah laku zarah-zarah terkecil mengubah tingkah laku galaksi dan struktur angkasa yang lain. Dan jika anda ingin menerangkan kelakuan alam semesta, anda perlu mengambil kira sifat komponen terkecilnya. Dalam kertas baru, yang akan diterbitkan dalam edisi jurnal Fizikal Kajian yang akan datang, para penyelidik menggunakan fakta tersebut untuk menghitung semula massa neutrino yang paling ringan (terdapat tiga massa neutrino) dari pengukuran tepat struktur besar-besaran alam semesta.
Mereka mengambil data tentang pergerakan kira-kira 1.1 juta galaksi dari Baryon Spectroscopic Oscillation Survey, mengaduknya dengan maklumat kosmologi yang lain dan hasil daripada eksperimen neutrino skala yang lebih kecil di Bumi, dan memberi makan semua maklumat tersebut menjadi superkomputer.
"Kami menggunakan lebih dari setengah juta jam pengkomputeran untuk memproses data," kata pengarang bersama Andrei Cuceu, seorang pelajar doktor falsafah di astrophysics di University College London, dalam satu kenyataan. "Ini bersamaan dengan hampir 60 tahun dalam satu pemproses tunggal. Projek ini mendorong batas untuk analisis data besar dalam kosmologi."
Hasilnya tidak menawarkan bilangan tetap untuk jisim jenis neutrino yang paling ringan, tetapi ia mempersempit: Spektrum neutrino mempunyai jisim tidak lebih dari 0,086 volt elektron (eV), atau kira-kira enam juta kali kurang daripada jisim elektron tunggal.
Nombor itu menetapkan terikat atas, tetapi tidak terikat bawah, untuk jisim spesies neutrino yang paling ringan. Ada kemungkinan bahawa ia tidak mempunyai jisim sama sekali, penulis menulis di dalam kertas.
Apa yang diketahui oleh ahli fizik ialah sekurang-kurangnya dua daripada tiga spesies neutrino perlu mempunyai massa, dan ada hubungan antara massa mereka. (Kertas ini juga menetapkan sempadan atas untuk jisim gabungan ketiga-tiga perisa: 0.26 eV.)
Secara membingungkan, ketiga-tiga spesis neutrino tidak selaras dengan tiga rasa neutrino: elektron, muon dan tau. Menurut Fermilab, setiap rasa neutrino terdiri daripada campuran kuantum dari tiga spesies jisim. Jadi tau neutrino mempunyai sedikit spesies massa 1 di dalamnya, sedikit spesies 2 dan sedikit spesies 3. Spesies-spesies massa yang berbeza membolehkan neutrino untuk melompat-lompat antara rasa, sebagai penemuan 1998 (yang memenangi Hadiah Nobel dalam fizik) menunjukkan.
Pakar fizik mungkin tidak dapat menentukan secara tepat massa tiga spesies neutrino, tetapi mereka boleh terus semakin dekat. Jisim itu akan semakin sempit apabila eksperimen di Bumi dan pengukuran di ruang meningkat, penulis menulis. Dan ahli fizik yang lebih baik dapat mengukur komponen-komponen kecil dan omnipresent yang ada di alam semesta ini, fizik yang lebih baik akan dapat menjelaskan bagaimana keseluruhannya bersamaan.
