Standardní model původně předpokládal, že neutrina, velmi obtížně zachytitelné a netečné elementární částice ze skupiny leptonů, nemají vůbec žádnou hmotnost. Postupně se ale ukazuje, že by přece jenom nepatrnou hmotnost mít mohla. Přidání hmotnosti neutrin do Standardního modelu prý není až tak obtížné, zároveň je to ale významné číslo, s nímž se musí zacházet velmi opatrně. Neutrin je nesmírně mnoho a když jim přiřkneme nějakou hmotnost, tak se v té chvíli dotýkáme osudu celého našeho vesmíru. Kdyby například průměrná hmotnost každého ze tří známých typů neutrin (elektronového, mionového a tauonového) překročila 50 eV a neutrina byla opravdu tak stabilní, za jaké je obvykle považujeme, tak by ve vesmíru bylo tolik hmoty, že by se už dávno zhroutil.
V květnu 2010 na evropském experimentu OPERA (Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) zřejmě poprvé pozorovali vznik tauonového neutrina ve svazku mionových neutrin, z čehož vyplývá, že neutrina mají nějakou hmotnost. V červenci 2010 zase na základě dat z velké prohlídky galaxií MegaZ DR7 odhadli, že souhrnná hmotnost tří známých typů neutrin bude menší než 0,28 eV. V roce 2013 pak tuto hodnotu ještě snížil tým kolem teleskopu Planck, na 0,23 eV. Nepatrnou, ale zároveň nenulovou hmotnost neutrin potvrzuje i nová studie dvojice Richard Battye z Manchesterské univerzity a Adam Moss z Nottinghamské univerzity. Britští vědci analyzovali data teleskopu Planck o reliktním záření vesmíru (CMB) a také měření gravitačního čočkování galaxií.
Jde o to, že Battye s Mossem vystopovali v datech teleskopu Planck menší počet kup galaxií, než jaký bychom podle modelů očekávali a také slabší signál gravitačního čočkování galaxií. Možný řešením této situace je právě připsání hmotnosti neutrinům a začlenění hmotných neutrin do standardního kosmologického modelu.
Neutrina s nesmírně malou, ale přesto existující hmotností by totiž během vývoje vesmíru potlačila růst struktur, které později vedly, anebo vlastně nevedly ke vzniku kup galaxií.
A kolik vlastně neutrina váží? Battye a Moss sesypali dohromady nesrovnalosti v datech sondy Planck a v měření gravitačního čočkování a podle jejich odhadů činí hmotnost všech tří typů neutrin dohromady 0,320 eV plus mínus 0,081 eV. Pokud jejich výsledek potvrdí i další analýzy, tak se významně pohneme kupředu v pochopení svérázného světa elementárních částic a zároveň i ve standardním modelu kosmologie.
Literatura
Physical Review Letterrs 112: 051303, University of Manchester News 10. 2. 2014, Wikipedia (Neutrino, Cosmic microwave background).
Diskuze:
