21 september 2019

Je verwacht ‘t niet: door naar sterrenstelsels te kijken is de massa van het lichtste neutrino gemeten

NGC 6946, een sterrenstelsel op 22 miljoen lichtjaar afstand. Credit: X-ray: NASA/CXC/MSSL/R.Soria et al, Optical: AURA/Gemini OBs

Neutrino’s zijn er in drie ‘smaken’ en het zijn héél bijzondere deeltjes: het zijn elektrisch ongeladen elementaire deeltjes, die alleen via de zwakke wisselwerking reageren met andere deeltjes en die daarom met gemak door een blok lood van een lichtjaar lengte vliegen. Per seconde vliegen er zo’n 65 miljard neutrino’s door een vierkante centimeter van je lichaam. Omdat ze bijna ‘ongrijpbaar’ zijn is het heel lastig om de massa van neutrino’s te meten. Lang dacht men dat deze deeltjes, die in 1930 voor het eerst werden gepostuleerd door Wolfgang Pauli en die vervolgens in 1956 voor ‘t eerst werden waargenomen door Clyde Cowan en Frederick Reines, massaloos waren. Maar sinds bekend werd dat de drie soorten neutrino’s (het elektron-, muon- en tau-neutrino) oscilleren, dat wil zeggen dat ze overgaan van de ene smaak in de andere, weten de natuurkundigen dat minstens twee van de drie neutrino’s massa hebben.

Hoeveel procent van de massa van het heelal bestaat uit neutrino’s? Credit: Dr Arthur Loureiro, UCL

En nou komt het mooie van deze Astroblog: door naar 1,1 miljoen sterrenstelsels te kijken, die onderzocht zijn in het kader van de Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) hebben sterrenkundigen kunnen vaststellen wat de massa van het lichtste neutrino is. En da’s best frappant, want normaal gesproken worden sterrenstelsels gebruikt om zaken zoals de expansiesnelheid van het heelal te meten. En nu dus de massa van het lichtste neutrino, dat sowieso al één van de allerlichtste elementaire deeltjes is.

Wat kwam er uit dat onderzoek aan BOSS tevoorschijn: dat de massa van het lichtste neutrino minstens zes miljoen keer lichter is dan de massa van het elektron. De massa van het elektron is 0,5109989461 MeV (pakweg 2000 keer minder dan de massa van een proton), voor het lichtste neutrino komen Arthur Loureiro (UCL Physics & Astronomy) en z’n team uit op 0,086 eV, zeg maar 1,5 x 10^-37 kg. Oh ja, de massa van de drie smaken neutrino’s samen konden ze ook bepalen en wel op 0,26 eV. Meer informatie hoe ze dat precies gedaan hebben met het uitrekenen van de massa van het lichtste neutrino en die drie smaken samen met behulp van 1,1 miljoen sterrenstelsels staat in dit vakartikel, verschenen in the Physical Review Letters. Bron: Science Daily.

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.