Ahora somos capaces de estudiar con mayor precisión la partícula subatómica más ligera conocida en el universo, a la luz de una nueva investigación astronómica que lleva dos años en proceso.
Tras más de 200 noches de sondear galaxias y miles de cálculos, un equipo internacional de astrónomos, que incluye a investigadores de la Universidad de Queensland (UQ), ha publicado un nuevo estudio que realiza un notable avance en la forma en que se mide la masa de los neutrinos.
El estudio, publicado en la edición de mayo de Physical Review D Rapid Communicationconcluye que las medidas cosmológicas de las galaxias son más efectivas que los experimentos de laboratorio en la Tierra para restringir la masa del neutrino.
VLT image of spiral galaxy M96 © by thebadastronomer
Los neutrinos son partículas fundamentales de tamaño subatómico que vuelan por el universo, y la más ligera de las partículas conocidas con masa, aunque tradicionalmente se han tratado como no masivas.
La autora principal del estudio, la Dra. Signe Riemer-Sørensen de la Facultad de Matemáticas y Física de la UQ, dijo que el nuevo estudio permitiría a los investigadores lograr una descripción mucho más sensible y precisa de la masa del neutrino, y esto podría finalmente llevar a una nueva comprensión del universo.
“Esta investigación allana el camino hacia estudio futuros más sensibles sobre galaxias para comprender el misterioso funcionamiento del universo, y ayudará en avances tales como modelos mejorados de explosiones de supernovas y en el diseño de telescopios de neutrinos que pueden estudiar objetos mucho más lejanos que los telescopios clásicos”, dice la Dra. Riemer-Sørensen.
Aunque los experimentos de laboratorio en la Tierra, hasta el momento, han sido capaces de medir diferencia en la masa entre distintas clases de neutrinos, no han logrado medir la masa absoluta del neutrino con una sensibilidad suficiente.
Usando el universo como un enorme experimento de física de partículas, el equipo de este estudio intentó limitar el rango de posibles masas del neutrino a través de la comprensión de cómo se forman las galaxias.
“Uno de los mayores desafíos es que la formación de galaxias no está bien definida teóricamente”, dice la Dra. Riemer-Sørensen.
“Hemos puesto a prueba un rango de teorías usadas anteriormente y demostramos que la mayor parte de ellas no son los bastante precisas para usarlas con los estudios actuales y futuros de galaxias con el mayor nivel de sensibilidad deseado para la masa del neutrino”.
Usando datos de gran calidad procedentes del WiggleZ Dark Energy Survey del equipo – un enorme mapa galáctico tridimensional de 240 000 galaxias – los investigadores de este estudio aplicaron una mezcla de modelado analítico y simulación para lograr sus resultados.
“A pesar de los desafíos en el modelado, la cosmología funciona mejor que los experimentos de laboratorio cuando se trata de restringir la masa del neutrino”, comenta la Dra. Riemer-Sørensen.
El equipo está actualmente trabajando para refinar las medidas de la masa del neutrino combinando sus resultados con otros conjuntos de datos independientes, tales como las medidas de otras observaciones astronómicas.
Otros investigadores que participaron en el estudio son el Profesor Michael Drinkwater, la Dra. Tamara Davis y el Dr. David Parkinson, todos de la Facultad de Matemáticas y Física de la UQ, así como investigadores de Australia, Estados Unidos, Suráfrica y Canadá.
El artículo The WiggleZ Dark Energy Survey: Cosmological neutrino mass constraint from blue high-redshift galaxies, por Riemer-Sørensen et al., puede verse on-line aquí.
Fuente: Ciencia Kanija - Universidad de Queensland
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