Los cosmólogos evalúan una “partícula fantasma”

GalaxiasCosmólogos de la UCL están un paso más cerca de determinar la masa de la esquiva partícula conocida como neutrino, no usando un gigantesco detector de partículas, sino peinando el espacio.

Aunque se ha demostrado anteriormente que los neutrinos tienen masa, es minúsculamente pequeña y extremadamente difícil de medir – un neutrino es capaz de pasar a través de un año luz de plomo sin impactar con ningún átomo.

Nuevos resultados usando el mayor estudio de galaxias jamás realizado coloca la masa del neutrino en no más de 0,28 electrón-voltios – menos de una mil millonésima de la masa de un átomo de hidrógeno. Esta es una de las medidas más precisas de la masa del neutrino hasta la fecha.

La investigación, que se publicará en un próximo ejemplar de la revista Physical Review Letters, se presentará en la conferencia Weizmann:UK en la UCL el 22-23 de junio de 2010. Es el resultado de la tesis doctoral de Shaun Thomas, supervisado por el Profesor. Ofer Lahav y el Dr. Filipe Abdalla.

El Profesor Ofer Lahav, Director del Grupo de Astrofísica de la UCL, dijo: “De todos los candidatos hipotéticos para la misteriosa materia oscura, hasta ahora los neutrinos proporcionan el único ejemplo de materia oscura que realmente existe en la naturaleza. Es notable que la distribución de galaxias a gran escala puede decirnos cosas sobre los diminutos neutrinos”.

El trabajo está basado en el principio de que la enorme abundancia de neutrinos (billones de ellos pasan a través de tu cuerpo ahora mismo) tienen un gran efecto acumulativo sobre la materia del cosmos, que de por naturaleza forma “agrupaciones” de cúmulos de galaxias. Como los neutrinos son extremadamente ligeros, se mueven por el universo a grandes velocidades que tienen el efecto de suavizar esta “agrupación” natural de la materia. Analizando la distribución de galaxias a través del universo (es decir, la cantidad de “suavización” de las galaxias”) los científicos son capaces de calcular los límites superiores de la masa del neutrino.

Clave para este nuevo cálculo es la existencia del mapa 3D más grande jamás construido de galaxias, conocido como Mega Z, el cual cubre 700 000 galaxias registradas por el Sloan Digital Sky Survey y permite medidas a lo largo de enormes extensiones del universo conocido.

Los cosmólogos de la UCL fueron capaces de estimar distancias a las galaxias usando un nuevo método que mide el color de cada una de ellas. Combinando este enorme mapa galáctico con información de las fluctuaciones de temperatura en la radiación de Fondo de Microondas Cósmicas, fueron capaces de colocar uno de los límites superiores más pequeños sobre la masa de la partícula de neutrino.

El Dr. Shaun Thomas comentó: “Aunque los neutrinos sean menos de un 1% de toda la materia del universo, forman una parte importante del modelo cosmológico. Es fascinante que las partículas más diminutas y esquivas puedan tener tal efecto en el universo”.

El Dr. Filipe Abadlla añade que: “Ésta es una de las técnicas disponibles más efectivas para medir las masas de los neutrinos. Es una gran esperanza para obtener por fin una medida de la masa del neutrino en los próximos años”.

Los autores confían en que un estudio mayor del universo, como en el que está trabajando el Estudio Internacional de Energía Oscura, en el que la UCL está muy implicada, arrojará una masa aún más precisa del neutrino, potencialmente colocando el límite superior en apenas 0,1 electrón-voltios.

El trabajo estuvo patrocinado en parte por el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas y la Royal Society.


Autor: Clare Ryan
Fecha Original: 22 de junio de 2010
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