Das 280 Tonnen schwere Südpol-Teleskop befindet sich am südlichsten Punkt der Erde und hat Astronomen dabei geholfen, die Natur der dunklen Energie zu enträtseln und die tatsächliche Masse der Neutrinos zu ermitteln - schwer fassbare subatomare Teilchen, die das Universum durchdringen und bis dahin In jüngster Zeit wurde angenommen, dass sie völlig ohne messbare Masse sind.
Das von der NSF finanzierte Südpol-Teleskop (SPT) wurde speziell entwickelt, um die Geheimnisse der Dunklen Energie zu untersuchen, der Kraft, die angeblich die unaufhörliche (und anscheinend immer noch beschleunigte) Expansion des Universums antreibt. Seine Millimeterwellen-Beobachtungsfähigkeiten ermöglichen es Wissenschaftlern, den kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB) zu untersuchen, der den Nachthimmel mit dem 14 Milliarden Jahre alten Echo des Urknalls durchdringt.
Über dem Abdruck des CMB liegen die Silhouetten entfernter Galaxienhaufen - einige der massereichsten Strukturen, die sich im Universum bilden können. Durch die Lokalisierung dieser Cluster und die Abbildung ihrer Bewegungen mit dem SPT können Forscher sehen, wie dunkle Energie - und Neutrinos - mit ihnen interagieren.
"Neutrinos gehören zu den am häufigsten vorkommenden Teilchen im Universum", sagte Bradford Benson, experimenteller Kosmologe am Kavli-Institut für kosmologische Physik der Universität von Chicago. "Ungefähr eine Billion Neutrinos passieren uns jede Sekunde, obwohl man sie kaum bemerken würde, weil sie selten mit" normaler "Materie interagieren."
Wenn Neutrinos besonders massiv wären, würden sie sich auf die mit der SPT beobachteten großräumigen Galaxienhaufen auswirken. Wenn sie keine Masse hätten, würde es keine Wirkung geben.
Die Ergebnisse des SPT-Zusammenarbeitsteams liegen jedoch irgendwo dazwischen.
Obwohl nur 100 der bisher identifizierten 500 Cluster untersucht wurden, konnte das Team eine einigermaßen zuverlässige vorläufige Obergrenze für die Masse der Neutrinos festlegen - wiederum Partikel, von denen früher angenommen wurde, dass sie vorhanden sind Nein Masse.
Frühere Tests haben auch der Masse der Neutrinos eine Untergrenze zugewiesen, wodurch die erwartete Masse der subatomaren Teilchen auf zwischen 0,05 und 0,28 eV (Elektronenvolt) verringert wurde. Nach Abschluss der SPT-Umfrage erwartet das Team ein noch sichereres Ergebnis der Partikelmassen.
"Mit dem vollständigen SPT-Datensatz können wir die Dunkle Energie extrem stark einschränken und möglicherweise die Masse der Neutrinos bestimmen", sagte Benson.
"Wir sollten sehr nahe an der Genauigkeit sein, die zum Nachweis der Neutrinomassen erforderlich ist", stellte er später in einer E-Mail an das Space Magazine fest.
Solche präzisen Messungen wären ohne das Südpol-Teleskop nicht möglich gewesen, das aufgrund seiner einzigartigen Lage die Fähigkeit besitzt, einen dunklen Himmel über sehr lange Zeiträume zu beobachten. Die Antarktis bietet SPT auch eine stabile Atmosphäre sowie sehr geringe Mengen an Wasserdampf, die ansonsten schwache Millimeterwellenlängensignale absorbieren könnten.
"Das Südpol-Teleskop hat sich als Kronjuwel der von NSF in der Antarktis durchgeführten astrophysikalischen Forschung erwiesen", sagte Vladimir Papitashvili, Programmdirektor für Antarktis-Astrophysik und Geospace Sciences beim Office of Polar Programs der NSF. "Seit das Teleskop am 17. Februar 2007 sein erstes Licht erhielt, wurden etwa zwei Dutzend von Experten begutachtete wissenschaftliche Veröffentlichungen veröffentlicht. SPT ist ein sehr fokussiertes, gut verwaltetes und erstaunliches Projekt."
Die Ergebnisse des Teams wurden von Bradford Benson auf dem Treffen der American Physical Society in Atlanta am 1. April vorgestellt.
