Im Laufe der Jahre gab es viele Versuche, die Masse eines Neutrinos (einer Art Elementarteilchen) herauszufinden. Eine neue Analyse liefert nicht nur eine Zahl, sondern kombiniert diese auch mit einem neuen Verständnis der Evolution des Universums.
Das Forscherteam untersuchte die Masse weiter, nachdem es Galaxienhaufen mit dem Planck-Observatorium, einem Weltraumteleskop der Europäischen Weltraumorganisation, beobachtet hatte. Als die Forscher den kosmischen Mikrowellenhintergrund (das Nachleuchten des Urknalls) untersuchten, stellten sie einen Unterschied zwischen ihren Beobachtungen und anderen Vorhersagen fest.
„Wir beobachten weniger Galaxienhaufen als wir von den Planck-Ergebnissen erwarten würden, und es gibt ein schwächeres Signal von Gravitationslinsen von Galaxien, als das CMB vermuten lässt. Ein möglicher Weg, diese Diskrepanz zu lösen, besteht darin, dass Neutrinos Masse haben. Diese massiven Neutrinos würden das Wachstum dichter Strukturen unterdrücken, die zur Bildung von Galaxienhaufen führen “, so die Forscher.
Neutrinos sind ein winziges Stück Materie (zusammen mit anderen Teilchen wie Quarks und Elektronen). Die Herausforderung besteht darin, dass sie schwer zu beobachten sind, da sie nicht so leicht auf Materie reagieren. Ursprünglich als masselos angesehen, haben neuere Teilchenphysik-Experimente gezeigt, dass sie zwar Masse haben, aber wie viel nicht bekannt war.
Es gibt drei verschiedene Geschmacksrichtungen oder Arten von Neutrinos, und frühere Analysen deuteten darauf hin, dass die Summe irgendwo über 0,06 eV lag (weniger als ein Milliardstel der Masse eines Protons). Das neue Ergebnis legt nahe, dass es näher an 0,320 +/- 0,081 eV liegt, aber das immer noch muss durch weitere Studien bestätigt werden. Die Forscher kamen zu diesem Ergebnis, indem sie die Planck-Daten mit „Gravitationslinsenbeobachtungen verwendeten, bei denen Bilder von Galaxien durch die Krümmung der Raumzeit verzerrt werden“.
„Wenn dieses Ergebnis durch weitere Analysen bestätigt wird, trägt es nicht nur wesentlich zu unserem Verständnis der von Teilchenphysikern untersuchten subatomaren Welt bei, sondern wäre auch eine wichtige Erweiterung des Standardmodells der Kosmologie, das im Laufe der Zeit entwickelt wurde letztes Jahrzehnt “, erklärten die Forscher.
Die Forschung wurde von Richard Battye von der University of Manchester und Adam Moss von der University of Nottingham durchgeführt. Ein Artikel über die Arbeit wird in Physical Review Letters veröffentlicht und ist auch in der Preprint-Version von Arxiv verfügbar.
