جرم نوترینوها چقدر است؟

CMB

طرحی رصدخانه‌ی فضایی پلانک متعلق به سازمان فضایی اروپا (ESA ) به همراه تصویری از زمینه‌ی ریز موج کیهانی – امتیاز تصویر: سازمان فضایی اروپا

طی سال‌های طولانی تلاش‌های بسیاری برای پیدا کردن جرم نوترینو انجام شده است. [نوترینو ذره‌ای بنیادی مانند کوارک‌ها و الکترون‌هاست] تحلیل‌های جدید نه تنها حدودی را برای جرم نوترینو در نظر می‌گیرند بلکه باعث می‌شوند به درک جدیدی از تکامل عالم نیز برسیم.

یک گروه پژوهشی با کمک رصدخانه‌ی فضایی پلانک متعلق به سازمان فضایی اروپا٬ پس از مشاهده‌ی و بررسی خوشه‌های کهکشانی٬ حدودی برای جرم نوترینوها به‌دست آوردند. محققان پس از بررسی تابش زمینه‌ی ریز موج کیهانی CMB متوجه تفاوتی بین رصدها و پیش‌بینی‌های‌شان شدند. پژوهش‌گران اظهار داشتند که خوشه‌های کهکشانی کم‌تری نسبت به ‌آن‌چه از نتایج پلانک انتظار می‌رفت مشاهده کرده‌اند. علاوه‌براین٬ برخلاف سیگنال‌هایی که از عدسی گرانشی خوشه‌های کهکشانی دریافت کرده‌اند ضعیف‌تر از آن چیزی است که زمینه‌ی ریزموج کیهانی نشان می‌دهد.  یک راه حل ممکن برای حل این تناقض‌ها این است که نوترینوها جرم داشته باشند. اثرات این نوترینوهای جرم‌دار رشد ساختار متراکم -که منجر به شکل گیری خوشه های کهکشانی می شود- را متوقف خواهد ساخت.

آشکارسازی نوترینوها کار بسیار دشواری است زیرا به آسانی با ماده برهم کنش نمی‌کند و تنها برهم‌کنش آن‌ها از نوع ضعیف است. معمولاً فرض می‌شود که نوترینوها بدون جرم‌اند اما حقیقتا و بر‌اساس آزمایش‌ها جدیدتر ذرات بنیادی می‌دانیم که آن‌ها باید جرم داشته باشند اما این که جرم دقیق‌شان چقدر است هنوز از مسائل حل نشده است.

dark-gulping

تصویر تلسکوپ فضایی هابل از عدسی گرانشی خوشه‌ی کهکشانی Abell 2218 که حکایت از حضور مقدار فراوانی ماده‌ی تاریک در این خوشه دارد – امتیاز تصویر: Andrew Fruchter از STScl

سه طعم برای نوترینوها وجود دارد: نوترینو الکترون، نوترینو مئون و نوترینو تاء. تحلیل های گذشته نشان دادند که مجموع جرم آن ها در حدود ۰/۰۶ الکترون ولت است که این رقم کمتر از یک‌میلیاردم جرم پروتون است. اما نتایج جدید نشان می‌دهند که مجموع جرمشان نزدیک به ۰/۰۸۱ ±  ۰/۳۲۰ الکترون ولت است. البته هنوز برای تائید نهایی نیاز به مطالعات بیشتر هست. محققان این محدوده‌ی جرمی را از داده های پلانک و از روش عدسی گرانشی به‌دست آورده‌اند. تصویر کهشکان‌ها در عدسی‌های گرانش به خاطر انحنای فضا-زمان تاب برمی‌دارد.

محققان می‌گویند که اگر از تحلیل‌های بعدی نیز چنین نتایجی حاصل شود نه تنها به فهم ما از دنیای زیر‌اتمی در‌‌ فیزیک ذرات بنیادی کمک فراوانی می‌کند بلکه سهم مهمی نیز در گسترش مدل‌های استاندارد کیهان‌شناسی دارند. دانشگاه منچستر و دانشگاه ناتینگهام این تحقیقات را انجام داده‌اند و مقاله‌اش در PHYSICSL REVIEW LETTER چاپ شده است و در ARXIV نیز موجود است.

برگرفته از Universe Today

درباره نویسنده

12مطلب نوشته است .

تمام حقوق این سایت برای © 2017 كانوت. محفوظ است.
Powered by Persian Wordpress