Mätning av den lättaste neutrinomassan med synergier mellan rymdteleskopet Euclid och Planck-satelliten

Medan du läser detta, far miljarder neutriner från solen genom dig med nästan ljusets hastighet, och interagerar knappt med någonting. Dessa spöklika partiklar, en gång tänkta att vara masslösa, har nu visat sig ha massa - en upptäckt som belönades med Nobelpriset 2015. Detta beror på att neutriner kan växla mellan tre olika typer, eller "smaker", en egenskap de bara kan uppvisa om de har massa. Ändå är massan hos den lättaste neutrinon fortfarande en gåta för forskare.
Idag är vi redo att ta itu med detta mysterium med ett banbrytande projekt som använder data från rymdteleskopet Euclid och satelliten Planck. Euclid, som sköts upp 2024, kartlägger det mörka universumet, och fångar detaljerade bilder av miljarder galaxer över 10 miljarder års kosmisk historia. Denna omfattande
undersökning utforskar inte bara mörk materia och mörk energi, utan erbjuder också ett unikt fönster in i neutrinernas värld. 

Genom att studera hur neutrinernas massa påverkar galaxernas fördelning kan vi mäta hur tunga dessa partiklar är. På grund av deras massa utövar neutriner en svag gravitationsdragning på all materia, som påverkar universums struktur. Ju tyngre neutrinerna är, desto suddigare är de galaxfördelningar vi kan
observera. 

Detta projekt kombinerar på ett unikt sätt Euclids observationer av galaxer med Plancks studier av universums äldsta ljus, som fångar ögonblick när neutriner betedde sig mer som ljus än som materia. Å andra sidan studerar partikelfysikexperiment vanligtvis neutrinos genom att observera hur de blandar olika smaker, vilket avslöjar massskillnaden mellan de olika neutrinerna men inte deras absoluta massor. Vårt tillvägagångssätt går längre genom att integrera olika typer av neutrinoexperiment med kosmologiska observationer för att isolera effekterna av den lättaste neutrinon.

Detta ambitiösa projekt syftar till att upptäcka konsekvenserna av att den lättaste neutrinon är masslös eller massiv, som att neutrinerna är sina egna antipartiklar. Sådana fynd kan revolutionera vår förståelse av universums grundläggande krafter och den mystiska naturen hos mörk materia.

Genom att sammanföra kosmologiska observationer med partikelfysikexperiment skapar vi en ny modell för att utforska djupa vetenskapliga frågor. Detta projekt handlar inte bara om att bestämma neutrinons massa; det handlar om att lösa gåtan med universums mest undflyende partikel. När vi samlar in och analyserar mer data från dessa avancerade teleskop kan vi börja lösa ett av fysikens största mysterier.

2025
1 321 kkr
2026
1 349 kkr
2027
1 377 kkr
2028
1 405 kkr
Totalt beviljat bidrag
5 452 kkr
Dnr
2024-00171
Projektledare
Arthur Loureiro
Organisation
Stockholms Universitet