Estamos cheios de neutrinos o tempo todo. Eles estão em toda parte, quase indetectáveis , voando através da matéria normal. Nós mal sabemos nada sobre eles – nem mesmo o quão pesado eles são. Mas sabemos que os neutrinos têm o potencial de alterar a forma de todo o universo. E porque eles têm esse poder, podemos usar a forma do universo para pesá-los – como uma equipe de físicos já fez.
Por causa da física, os comportamentos das menores partículas alteram o comportamento de galáxias inteiras e outras estruturas celestes gigantes. E se você quiser descrever o comportamento do universo, você precisa levar em conta propriedades de seus menores componentes. Em um novo artigo, que será publicado em uma edição da revista Physical Review Letters , os pesquisadores usaram esse fato para calcular a massa do neutrino mais leve (existem três massas de neutrinos) a partir de medições precisas da estrutura em larga escala. Do universo.
Eles coletaram dados sobre os movimentos de aproximadamente 1,1 milhão de galáxias da Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, agitaram-na com outras informações cosmológicas e resultaram de experimentos de neutrinos em escala muito menor na Terra, e alimentaram toda essa informação em um supercomputador.
“Utilizamos mais de meio milhão de horas de computação para processar os dados”, disse em comunicado o coautor do estudo, Andrei Cuceu, um estudante de doutorado em astrofísica da University College London . “Isso equivale a quase 60 anos em um único processador. Esse projeto empurrou os limites para a análise de big data em cosmologia.”
O resultado não ofereceu um número fixo para a massa do tipo mais leve de neutrino, mas diminuiu: aquela espécie de neutrino tem uma massa não superior a 0,086 elétron volts (eV), ou cerca de seis milhões de vezes menos que a massa de um único elétron.
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Esse número estabelece um limite superior, mas não um limite inferior, para a massa das espécies mais leves de neutrino. É possível que não tenha massa alguma, escreveram os autores no artigo.
O que os físicos sabem é que pelo menos duas das três espécies de neutrinosprecisam ter alguma massa e que há uma relação entre suas massas. (Este artigo também estabelece um limite superior para a massa combinada de todos os três sabores: 0,26 eV.)
Confusamente, as três espécies de neutrinos em massa não se alinham com os três sabores de neutrino: elétron, muão e tau. De acordo com o Fermilab , cada sabor de neutrino é composto de uma mistura quântica das três espécies de massa. Assim, um certo neutrino tau tem um pouco de espécies de massa 1, em que, um pouco de espécies 2 e um pouco de espécies 3. Essas espécies de massa diferentes permitem que os neutrinos a saltar para trás e para a frente entre os sabores, como uma descoberta 1998 (que ganhou o Prêmio Nobel de Física) mostrou.
Os físicos podem nunca identificar com precisão as massas das três espécies de neutrinos, mas podem se aproximar. A massa continuará diminuindo à medida que os experimentos na Terra e as medições no espaço melhorem, escreveram os autores. E quanto melhor os físicos puderem medir esses componentes minúsculos e onipresentes do nosso universo, a melhor física será capaz de explicar como a coisa toda se encaixa.