DESI je analizom miliona galaksija smanjio nesigurnost u zbiru masa neutrina za ~25% i predložio vrlo nisku raspodelu njihovih masa. Međutim, podaci iz Planck-a i South Pole Telescope ukazuju na moguću veću masu neutrina ili na nepoznatu fiziku, stvarajući razliku između ranih i kasnih kosmičkih merenja. Naredni podaci DESI-ja, Rubin Observatory i laboratorijski eksperimenti poput KATRIN-a biće ključni za razrešenje konflikta.
Čestice-Duh Neutrini: DESI Smanjio Neizvesnost, Ali Stari Svetlost Stvara Sukob
The Universe Got Its Shape From This Elusive Particle’s Gravity.Getty Images
Neutrini — gotovo neuhvatljive "čestice-duh" — i dalje zbunjuju naučnike: premda izuzetno laki, u zbiru imaju značajan uticaj na oblikovanje velike strukture svemira. Nova analiza podataka iz Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) donela je izuzetno precizne rezultate, ali merenja najstarijeg svetla u svemiru otvaraju pitanja i mogućnost nepoznate fizike.
Šta je DESI otkrio
Prva godina podataka DESI-ja, koja obuhvata položaje miliona galaksija, dala je snažne dokaze — na nivou procenata — za vrlo nisku raspodelu masa neutrina. Tim je dosledno primenio napredne modele na power spektar galaksija (meru kosmičke klupčavosti) i na bispektrum (koji beleži oblike trouglova formiranih nasumičnim trojkama galaksija). Kombinacija ovih merenja i sofisticiranog modeliranja dovela je do najoštrijih ograničenja na zbirnu masu neutrina: smanjenje neizvesnosti za oko 25% u odnosu na prethodne ankete.
Zašto se pojavljuje sukob sa ranim univerzumom
S druge strane, analize kosmičkog mikrotalasnog pozadinskog zračenja (CMB) — posebno kombinacija podataka sa satelita Planck i sa South Pole Telescope — sugerišu da bi neutrinima mogla pripadati veća masa nego što ukazuju DESI rezultati. To dovodi do razlike između „ranih” (CMB) i „kasnih” (galaktičkih) merenja, što može značiti:
1) sistematsku grešku ili previše grub model u nekom od merenja, ili 2) trag nove, dosad nepoznate fizike koja menja naš standardni kosmološki model.
Mogući izvori neslaganja u DESI analizi
DESI rezultati su snažni, ali zasnovani na određenim pretpostavkama koje mogu uticati na zaključke. Među njima su aproksimacije za masivne neutrine, pretpostavka da su cross-korelacije između različitih uzoraka galaksija zanemarljive, i moguća previdanja sitnih "talasa" u podatcima. Svaka od ovih pojednostavljenja može doprineti pomeranju procena i delimično objasniti razliku sa CMB merenjima.
Šta sledi
Potvrdu ili razrešenje ovog sukoba očekujemo kroz sledeće korake: nadogradnja i proširenje modela u analizi DESI-ja, nova godišnja izdanja podataka DESI-ja, i nezavisna, dublja posmatranja iz Vera C. Rubin Observatory. Takođe, laboratorijski eksperimenti poput nemačkog KATRIN-a nastavljaju direktna merenja mase neutrina na Zemlji, pružajući dopunske, komplementarne informacije.
Ovo je klasičan primer naučnog procesa: gde precizna merenja otvaraju nova pitanja. Bilo da je reč o sistematskoj grešci ili naznaci nove fizike, pred nama je razdoblje intenzivnog testiranja i verifikacije. Neutrini, i dalje tihi igrači svemira, mogu uskoro otkriti nešto veliko o njegovoj osnovnoj prirodi.
Pomozite nam da budemo bolji.
