Los cosmólogos miden la partícula fantasma

Cosmólogos de la UCL se encuentran más cerca de determinar la masa de la esquiva partícula que conocemos como neutrino. En lugar de usar un gigantesco detector de partículas lo hacen observando el espacio

Aunque ya se demostró que los neutrinos tienen masa, es infinitamente pequeña y en extremo difícil de medir: un neutrino puede pasar a través de una masa de plomo de un año luz (alrededor de 9.460.000.000.000 Km) de espesor sin impactar con ningún átomo.

Nuevos resultados logrados utilizando los datos del mayor censo de galaxias que se ha realizado pone la masa del neutrino en no más de 0,28 electrón-voltios, menos de una mil millonésima de la masa de un átomo simple de hidrógeno. Esta es una de las mediciones más precisas de la masa del neutrino hasta la fecha.

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

El Profesor Ofer Lahav, que dirige el 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 nos pueda decir cosas sobre los minúsculos neutrinos”.

El trabajo se basa en el principio de que la enorme abundancia de neutrinos (billones de ellos pasan a través de su cuerpo ahora mismo) tienen un gran efecto acumulativo sobre la materia del cosmos, que forma “agrupaciones” naturales de cúmulos de galaxias. Como los neutrinos son en extremo livianos, se mueven por el universo a gran velocidad, lo cual tiene el efecto de suavizar esta tendencia natural de la materia a agruparse. Analizando la distribución de galaxias en el universo (es decir, el valor de esta “suavización” de la agrupación de las galaxias”) los científicos úeden calcular el límite superior de la masa del neutrino.

Es central para este nuevo cálculo la existencia del mapa en 3D de galaxias más grande que se ha producido, llamado Mega Z, que cubre las 700 000 galaxias registradas por el Sloan Digital Sky Survey y permite mediciones sobre enormes extensiones del universo conocido.

Los cosmólogos de la UCL pudieron estimar las distancias a estas galaxias utilizando 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 Cósmico, pudieron determinar uno de los límites superiores más pequeños de la masa de la partícula de neutrino hasta la fecha.

El Dr. Shaun Thomas comentó: “Aunque los neutrinos compongan menos del 1% de toda la materia del universo, forman una parte importante del modelo cosmológico. Es fascinante que las partículas más esquivas y diminutas puedan tener este 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. Esto aporta gran esperanza de obtener por fin la medida de la masa del neutrino en los próximos años”.

Los autores confían en que un censo más amplio del universo, como en el que está trabajando el Estudio Internacional de Energía Oscura, en el que la UCL está bien involucrada, aportará una masa aún más precisa del neutrino, potencialmente colocando el límite superior de exactamente 0,1 electrón-voltios.

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

Fuente: UCL. Aportado por Eduardo J. Carletti

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