Домой » Наука » Астрономия » Ученые определили максимальную массу самого легкого нейтрино

Ученые определили максимальную массу самого легкого нейтрино

Опубликовано: 22.08.2019

Просмотров: 63

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 голосов, средний балл: 5,00 из5)
Загрузка...
 
 

Ученые определили максимальную массу самого легкого нейтрино

Нейтрино существует в трех вариантах, состоящих из смеси трех нейтринных масс. Хотя различия между массами известны, до сих пор было мало информации о массе самых легких видов.

Важно лучше понять нейтрино и процессы, посредством которых они получают свою массу, поскольку они могут раскрывать секреты астрофизики, в том числе то, как Вселенная «скрепляется», почему она расширяется и из чего состоит темная материя.

Ведущий автор исследований, доктор Артур Лоурейро (UCL Physics & Astronomy), сказал: «Сотни миллиардов нейтрино летят от Солнца каждую секунду, даже ночью. Это очень слабо взаимодействующие призраки, о которых мы мало знаем».

«Три вида нейтрино можно сравнить с мороженым, где у вас есть одна ложка, содержащая клубнику, шоколад и ваниль. Всегда присутствуют три вкуса, но в разных соотношениях, а изменяющееся соотношение и странное поведение частицы можно объяснить только наличием массы».

Понятие о том, что нейтрино имеют массу, является относительно новым, поскольку в 1998 году профессорам Такааки Кадзите и Артуру Макдональду была присуждена Нобелевская премия по физике за 2015 год. Тем не менее, стандартная модель, используемая современной физикой, еще не обновлена, чтобы присвоить нейтрино массу.

Исследование, опубликованное сегодня в Physical Review Letters исследователями из UCL, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Institut d’Astrophysique de Paris и Universidade de Sao Paulo, впервые устанавливает верхний предел для массы самого легкого нейтрино. Технически частица может не иметь массы, поскольку нижний предел еще предстоит определить.

Команда использовала инновационный подход для расчета массы нейтрино, используя данные, собранные как космологами, так и физиками элементарных частиц. Это включало использование данных из 1,1 миллиона галактик из спектроскопического исследования колебаний барионов (BOSS) для измерения скорости расширения Вселенной, а также ограничений экспериментов с ускорителями частиц.

«Мы использовали информацию из различных источников, включая космические и наземные телескопы, наблюдающие первый свет Вселенной ( космическое микроволновое фоновое излучение ), взрывающиеся звезды, самую большую трехмерную карту галактик во Вселенной, ускорители частиц, ядерные реакторы и многое другое», — сказал доктор Лоурейро.

«Поскольку нейтрино в изобилии, но он крошечный и неуловимый, нам потребовались все доступные знания для расчета их массы, и наш метод мог бы быть применен к другим важным вопросам, озадачивающим космологов и физиков элементарных частиц».

Исследователи использовали эту информацию для подготовки структуры, в которой математически моделируется масса нейтрино, и использовали суперкомпьютер UCL, Grace, для расчета максимально возможной массы самого легкого нейтрино, равной 0,086 электронвольта, что эквивалентно 1,5 х 10-37 килограмма. Они рассчитали, что три нейтринных аромата вместе имеют верхнюю границу 0,26 электронвольта.

Второй автор, доктор философии Андрей Кучеу (UCL Physics & Astronomy) сказал: «Мы использовали более полумиллиона вычислительных часов для обработки данных; это эквивалентно почти 60 годам на одном процессоре. Этот проект раздвинул границы для анализа больших данных в космологии».

Команда говорит, что понимание того, как масса нейтрино может быть оценена, важно для будущих космологических исследований, таких как DESI и Euclid, в которых участвуют команды из UCL.

Спектроскопический инструмент темной энергии (DESI) будет изучать крупномасштабную структуру Вселенной, ее темную энергию и содержание этой самой темной материи с высокой точностью. Евклид — это новый космический телескоп, разрабатываемый совместно с Европейским космическим агентством для картирования геометрии темной Вселенной и эволюции космических структур.

Профессор Офер Лахав (UCL Physics & Astronomy), соавтор исследования и председатель Британского Консорциума Обзора Темной Энергии и DESI, сказал: «Впечатляет, что скопление галактик в огромных масштабах может рассказать нам о массе самое легкое нейтрино, результат фундаментальной важности для физики. Это новое исследование демонстрирует, что мы находимся на пути к фактическому измерению масс нейтрино с помощью следующего поколения крупных спектроскопических исследований галактик, таких как DESI, Евклид и другие».

Ранее сообщалось о том, что в США продолжается подготовка для проведения эксперимента по темной материи.

Теги: , , , , , , , , ,

Автор: Валерий Днепровский
Статей: 461

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован.Необходимы поля отмечены *

*