Nauka

Neutriny

Badanie „jest z pewnością nowe i interesujące, ponieważ pokazuje, że możemy wyprowadzić fizykę wczesnego wszechświata” poprzez obserwację niedawnego wszechświata, mówi kosmolog Hee-Jong Seo z Ohio University w Athens, który nie był zaangażowany w badania.

Zauważenie śladów starożytnych cząstek nie jest łatwym wyczynem. Wszystkie neutrina są notorycznie trudne do wykrycia. Nie mają one ładunku elektrycznego i mogą przechodzić prosto przez inną materię. Dzięki dużym, bardzo czułym detektorom naukowcy mogą wykryć neutrina powstałe w wyniku codziennych procesów, takich jak rozpad radioaktywny. Jednak neutrina uwolnione z Wielkiego Wybuchu, znane jako „kosmiczne tło neutrinowe”, są znacznie bardziej nieuchwytne. Chociaż te kosmiczne relikty wypełniają wszechświat, cząstki te mają tak małą energię, że nigdy nie zostały bezpośrednio zauważone.

Zamiast więc próbować bezpośrednio obserwować te reliktowe neutrina, naukowcy szukają ich wpływu na inne kosmiczne drogowskazy. Na przykład: Wzór wywołany przez fale dźwiękowe we wczesnym wszechświecie – znany jako barionowe oscylacje akustyczne – powinien być zniekształcony przez neutrina. Te fale dźwiękowe rozprzestrzeniały się we wszechświecie jak koliste fale na stawie, ściskając materię w gęstsze kieszenie. Ostatecznie proces ten spowodował, że galaktyki mają tendencję do grupowania się w pierścienie na niebie (SN: 5/5/12, str. 17).

Ale neutrina mogą przesunąć tę materię wokół siebie z powodu grawitacji cząstek, nieznacznie zmieniając rozkład materii w pierścieniach. „Widzisz przyciąganie neutrin” – mówi kosmolog Daniel Green z University of California, San Diego. Używając danych z Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, lub BOSS, Green i koledzy badali koliste wzory galaktyk i zobaczyli dowody na to, że neutrina w rzeczywistości przyciągają materię z wewnętrznej strony pasma pierścieni w kierunku zewnętrznej strony.

Naukowcy już wcześniej dostrzegli ślady starożytnych neutrin w poświacie pozostałej po Wielkim Wybuchu. Kosmiczne tło mikrofalowe, światło, które zostało uwolnione, gdy Wszechświat miał zaledwie 380 000 lat, jest również dotknięte przez kosmiczne tło neutrinowe. Jednak po raz pierwszy zauważono dowody na odciski palców cząstek na galaktykach.

„To kolejny znak rozpoznawczy sukcesu kosmologii standardowej” – mówi kosmolog Kevork Abazajian, który nie był zaangażowany w badania. Mimo to, obecny wynik to tylko zarysowanie powierzchni tego zjawiska, co sprawia, że pomiar jest raczej dowodem zasady niż ostateczną detekcją, mówi Abazajian, z University of California, Irvine.