Массивные нейтрино доказаны с помощью реликтового излучения

Команда из университетов Манчестера и Ноттингема, использовала результаты наблюдения Большого взрыва и кривизны пространства-времени, чтобы впервые точно измерить массу этих элементарных частиц.

Недавние наблюдения КА Планк космического микроволнового фонового излучения или  реликтового излучения (Cosmic Microwave Background, CMB) – угасание горячности Большого взрыва – подчеркнуло несоответствие между этими космологическими результатами и результатами иных видов наблюдений.

CMB является старейшим светом во Вселенной, и его изучение позволило ученым точно измерить космологические параметры, такие как количество материи во Вселенной и его возраст. Но несогласованность возникает тогда, когда наблюдаются крупномасштабные структуры Вселенной, такие как распределения галактик.

Профессор Ричард Бэтти (Richard Battye), из Манчестерского университета, сказал: «Мы наблюдаем меньше скоплений галактик, чем ожидали от результатов Планка, и более слабый сигнал от гравитационного линзирования галактик, чем от CMB. Одним из возможных путей решения этого расхождения – нейтрино имеет массу. Эффект этих массивных нейтрино мог подавить рост плотных структур, которые приводят к образованию скоплений галактик».

Нейтрино очень слабо взаимодействуют с материей и поэтому очень трудно изучаются. Они изначально считались безмассовыми, но эксперименты физики элементарных частиц показали, что нейтрино действительно имеют массу и что существует несколько типов. Сумма масс этих различных типов, как ранее предполагалось, превышает 0,06 эВ (гораздо меньше, чем миллиардная массы протона).

В данной работе, профессор Бэтти и его соавтор доктор Адам Мосс, из Университета Ноттингема, объединили данные КА Планк с наблюдениями гравитационного линзирования, в котором изображения галактик искривляются под кривизной пространства-времени. Они пришли к выводу, что нынешние расхождения могут быть решены, если массивные нейтрино включены в стандартную космологическую модель. По их оценкам, сумма масс нейтрино 0,320±0,081 эВ (при условии активности нейтрино трех типов).

Доктор Мосс сказал: "Если этот результат подтвердится дальнейшими анализами, он не только значительно увеличит наше понимание субатомного мира, изучаемого физикой частиц, но он также будет важным дополнением к стандартной модели космологии, которая была разработана в течение последнего десятилетия".