Ahli kosmologi - dan bukan ahli fizik zarah - boleh menjadi orang yang akhirnya mengukur jisim zarah neutrino yang sukar difahami. Sekumpulan ahli kosmologi telah membuat pengukuran mereka yang paling tepat mengenai jisim misteri yang disebut "zarah hantu" ini. Mereka tidak menggunakan alat pengesan zarah raksasa tetapi menggunakan data dari tinjauan galaksi terbesar yang pernah ada, iaitu Sloan Digital Sky Survey. Walaupun eksperimen sebelumnya menunjukkan bahawa neutrino memiliki jisim, ia dianggap sangat kecil sehingga sangat sulit untuk diukur. Tetapi melihat data Sloan mengenai galaksi, pelajar PhD Shawn Thomas dan penasihatnya di University College London meletakkan jisim neutrino tidak lebih besar daripada 0,28 volt elektron, yang kurang daripada satu seperseratus jisim atom hidrogen tunggal. Ini adalah salah satu ukuran jisim neutrino yang paling tepat setakat ini.
Karya mereka didasarkan pada prinsip bahawa banyaknya neutrino (ada triliunan yang melewati anda sekarang) mempunyai kesan kumulatif yang besar terhadap masalah kosmos, yang secara semula jadi terbentuk menjadi "kelompok" kelompok dan kelompok galaksi. Oleh kerana neutrino sangat ringan, mereka bergerak melintasi alam semesta dengan kelajuan yang besar yang dapat melancarkan "kekacauan" alam semula jadi. Dengan menganalisis taburan galaksi di seluruh alam semesta (iaitu sejauh mana "kelancaran" galaksi ini) saintis dapat menentukan had atas jisim neutrino.
Neutrino mampu melewati tahun cahaya - sekitar enam trilion batu - plumbum tanpa memukul satu atom.
Inti dari pengiraan baru ini adalah adanya peta galaksi 3D terbesar yang pernah disebut Mega Z, yang merangkumi lebih dari 700,000 galaksi yang dirakam oleh Sloan Digital Sky Survey dan memungkinkan pengukuran di sebilangan besar alam semesta yang diketahui.
"Daripada semua calon hipotetis untuk Materi Gelap yang misterius, setakat ini neutrino memberikan satu-satunya contoh bahan gelap yang sebenarnya wujud di alam," kata Ofer Lahav, Ketua Kumpulan Astrofizik UCL. "Adalah luar biasa bahawa penyebaran galaksi pada skala besar dapat memberitahu kita mengenai massa neutrino kecil."
Ahli kosmologi di UCL dapat mengira jarak ke galaksi menggunakan kaedah baru yang mengukur warna setiap galaksi. Dengan menggabungkan peta galaksi yang sangat besar ini dengan maklumat dari turun naik suhu selepas cahaya Big Bang, yang disebut radiasi Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik, mereka dapat meletakkan salah satu had atas terkecil pada ukuran zarah neutrino hingga kini.
"Walaupun neutrino membentuk kurang dari 1% dari semua bahan, mereka membentuk bahagian penting dari model kosmologi," kata Dr Shaun Thomas. "Sangat menarik bahawa zarah-zarah yang paling sukar difahami dan kecil dapat memberi kesan seperti itu kepada Alam Semesta."
"Ini adalah salah satu teknik paling efektif yang tersedia untuk mengukur massa neutrino," kata Dr Filipe Abadlla. "Ini meletakkan harapan besar untuk akhirnya memperoleh ukuran massa neutrino pada tahun-tahun yang akan datang."
Penulis yakin bahawa tinjauan Alam Semesta yang lebih besar, seperti kajian yang mereka kerjakan disebut Kajian Tenaga Gelap antarabangsa, akan menghasilkan berat yang lebih tepat untuk neutrino, berpotensi pada had atas hanya 0.1 elektron volt.
Hasilnya diterbitkan dalam jurnal Physical Review Letters.
Sumber: University College London
