Oszacowano masę neutrin

Naukowcy nie znają dokładnej wartości masy neutrin, ale udało się oszacować jej górną granicę na podstawie różnych źródeł. Niektóre informacje pochodzą ze świata fizyki cząstek elementarnych, a inne z astrofizyki. Teraz udało się połączyć poszczególne dane i zastosować moc obliczeniową superkomputera, aby uzyskać odpowiedź.

Uczeni szacują, że maksymalna możliwa masa najlżejszego neutrina wynosi 1,5 x 10^-37 kg. To ponad 10 mln razy mniej od masy elektronu.

- Wykorzystaliśmy informacje z różnych źródeł, w tym z kosmicznych i naziemnych teleskopów obserwujących pierwsze światło wszechświata, akceleratorów cząstek, reaktorów jądrowych i nie tylko - powiedział dr Arthur Loureiro z University College London (UCL), główny autor badań.

Elektrony i neutrina są leptonami. Leptony we wszechświecie występują w trzech rodzajach lub smakach. Są elektrony, miony i taony. Neutrina także występują w trzech rodzajach: neutrina elektronowe, neutrina mionowe i neutrina taonowe. Najmniejszą masę mają neutrina elektronowe.

Interesujące w neutrinach jest to, że mogą zmieniać swój smak. Ta właściwość ma duże znaczenie w kwestii masy neutrin. Oscylacja jest dozwolona przez prawa fizyki tylko wtedy, gdy neutrina mają różne masy, więc ich masy nie mogą być na przykład zerowe.

- Te trzy smaki można porównać do lodów, w których jest jedna gałka truskawkowa, druga czekoladowa, a trzecia waniliowa. Trzy smaki są zawsze obecne, ale w różnych proporcjach, a zmieniający się stosunek - i dziwne zachowanie cząstek - można wytłumaczyć jedynie neutrinami obdarzonymi masą - powiedział dr Loureiro.

Trzy połączone smaki neutrin mają maksymalną masę całkowitą mniejszą niż 4,63 x 10^-37 kg. Naukowcy doszli do tego dzięki symulacjom przeprowadzonym przez superkomputer Grace. Kolejne projekty obserwacji astronomicznych, takie jak Dark Energy Survey i Euclid przeprowadzą bardziej szczegółowe pomiary kosmologiczne, które mogą pomóc w udoskonaleniu szacunków dotyczących neutrin.