Estamos cheios de neutrinos o tempo todo. Eles estão por toda parte, quase indetectáveis, passando pela matéria normal. Mal sabemos nada sobre eles - nem mesmo o quão pesados eles são. Mas sabemos que os neutrinos têm o potencial de alterar a forma de todo o universo. E porque eles têm esse poder, podemos usar a forma do universo para pesá-los - como uma equipe de físicos já fez.
Por causa da física, os comportamentos das menores partículas alteram os comportamentos de galáxias inteiras e outras estruturas celestes gigantes. E se você quiser descrever o comportamento do universo, precisará levar em consideração as propriedades de seus menores componentes. Em um novo artigo, que será publicado em uma edição futura da revista Physical Review Letters, os pesquisadores usaram esse fato para calcular novamente a massa do neutrino mais leve (existem três massas de neutrinos) a partir de medições precisas da estrutura em larga escala Do universo.
Eles coletaram dados sobre os movimentos de cerca de 1,1 milhão de galáxias do Levantamento Espectroscópico da Oscilação Baryon, mexeram com outras informações cosmológicas e resultados de experimentos de neutrinos em escala muito menor na Terra e alimentaram todas essas informações em um supercomputador.
"Usamos mais de meio milhão de horas de computação para processar os dados", disse o co-autor do estudo, Andrei Cuceu, estudante de doutorado em astrofísica na University College London. "Isso é equivalente a quase 60 anos em um único processador. Esse projeto elevou os limites da análise de big data em cosmologia".
O resultado não ofereceu um número fixo para a massa do tipo mais leve de neutrino, mas o reduziu: essas espécies de neutrino têm uma massa não superior a 0,086 elétron-volts (eV), ou cerca de seis milhões de vezes menos que a massa de um único elétron.
Esse número define um limite superior, mas não um limite inferior, para a massa das espécies mais leves de neutrinos. É possível que não tenha massa alguma, escreveram os autores no artigo.
O que os físicos sabem é que pelo menos duas das três espécies de neutrinos precisam ter alguma massa e que há uma relação entre as massas. (Este artigo também define um limite superior para a massa combinada dos três sabores: 0,26 eV.)
Confundidamente, as três espécies de neutrinos em massa não se alinham com os três sabores do neutrino: elétron, múon e tau. Segundo o Fermilab, cada sabor de neutrino é composto de uma mistura quântica das três espécies de massa. Assim, um certo tau neutrino tem um pouco da espécie de massa 1, um pouco da espécie 2 e um pouco da espécie 3. Essas diferentes espécies de massa permitem que os neutrinos pulem entre sabores, como uma descoberta de 1998 (que venceu o Prêmio Nobel de Física).
Os físicos podem nunca identificar perfeitamente as massas das três espécies de neutrinos, mas podem continuar se aproximando. A massa continuará diminuindo à medida que as experiências na Terra e as medições no espaço melhorarem, escreveram os autores. E quanto melhores os físicos puderem medir esses minúsculos componentes onipresentes do nosso universo, melhor a física será capaz de explicar como tudo se encaixa.
