Estamos llenos de neutrinos todo el tiempo. Están en todas partes, casi indetectables, revoloteando a través de la materia normal. Apenas sabemos nada sobre ellos, ni siquiera lo pesados que son. Pero sí sabemos que los neutrinos tienen el potencial de alterar la forma del universo entero. Y debido a que tienen ese poder, podemos usar la forma del universo para sopesarlos, como lo ha hecho ahora un equipo de físicos.
Debido a la física, los comportamientos de las partículas más pequeñas alteran los comportamientos de galaxias enteras y otras estructuras celestes gigantes. Y si desea describir el comportamiento del universo, debe tener en cuenta las propiedades de sus componentes más pequeños. En un nuevo artículo, que se publicará en un próximo número de la revista Physical Review Letters, los investigadores utilizaron ese hecho para volver a calcular la masa del neutrino más ligero (hay tres masas de neutrino) a partir de mediciones precisas de la estructura a gran escala. del universo.
Tomaron datos sobre los movimientos de aproximadamente 1.1 millones de galaxias del Estudio Espectroscópico de Oscilación Baryon, los agitaron con otra información cosmológica y los resultados de experimentos de neutrinos a escala mucho más pequeña en la Tierra, y alimentaron toda esa información en una supercomputadora.
"Utilizamos más de medio millón de horas informáticas para procesar los datos", dijo en un comunicado el coautor del estudio Andrei Cuceu, estudiante de doctorado en astrofísica en el University College de Londres. "Esto equivale a casi 60 años en un solo procesador. Este proyecto superó los límites para el análisis de grandes datos en cosmología".
El resultado no ofreció un número fijo para la masa del tipo de neutrino más ligero, pero sí lo redujo: esa especie de neutrino tiene una masa no mayor a 0.086 electronvoltios (eV), o aproximadamente seis millones de veces menor que La masa de un solo electrón.
Ese número establece un límite superior, pero no un límite inferior, para la masa de las especies más ligeras de neutrinos. Es posible que no tenga ninguna masa en absoluto, escribieron los autores en el documento.
Lo que los físicos saben es que al menos dos de las tres especies de neutrinos deben tener algo de masa, y que existe una relación entre sus masas. (Este documento también establece un límite superior para la masa combinada de los tres sabores: 0.26 eV.)
Confusamente, las tres especies masivas de neutrinos no se alinean con los tres sabores del neutrino: electrón, muón y tau. Según Fermilab, cada sabor de neutrino está compuesto por una mezcla cuántica de las tres especies en masa. Entonces, un cierto neutrino tau tiene un poco de especie en masa 1, un poco de especie 2 y un poco de especie 3. Esas especies de masa diferentes permiten a los neutrinos saltar de un lado a otro entre sabores, como un descubrimiento de 1998 (que ganó el Premio Nobel de física) mostró.
Es posible que los físicos nunca identifiquen perfectamente las masas de las tres especies de neutrinos, pero pueden seguir acercándose. La masa seguirá reduciéndose a medida que los experimentos en la Tierra y las mediciones en el espacio mejoren, escribieron los autores. Y mientras mejores físicos puedan medir estos componentes pequeños y omnipresentes de nuestro universo, la mejor física será capaz de explicar cómo encaja todo.
