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La observación del Universo permite precisar el límite de la masa de los neutrinos

Recreación del mapa del Universo en 3D realizada por el SDSS-III. El gráfico de la izquierda muestra los límites establecidos para la masa total del neutrino por el estudio liderado por investigadores españoles. Créditos: SDSS-III

Recreación del mapa del Universo en 3D realizada por el SDSS-III. El gráfico de la izquierda muestra los límites establecidos para la masa total del neutrino por el estudio liderado por investigadores españoles. Créditos: SDSS-III

Distribución de galaxias luminosas realizada por el SDSS-III. Créditos: David Kirkby.

Distribución de galaxias luminosas realizada por el SDSS-III. Créditos: David Kirkby.

12/01/2012

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Un grupo de investigadores del Instituto de Ciencias del Cosmos de la Universidad de Barcelona (ICCUB) y del Instituto de Física Corpuscular (IFIC) —centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad de Valencia (CSIC/UV)— ha liderado un estudio que determina la restricción más precisa obtenida hasta la fecha de la masa de los neutrinos con datos de distribución de galaxias en el Universo. La principal conclusión a la que se ha llegado es que la suma de las masas de los tres tipos de neutrinos que existen no representa más del 6 ‰ del total de la masa-energía del cosmos.

En el trabajo se ha determinado que el límite superior para la suma de las masas de los neutrinos debe ser inferior a 0,26 eV (electronvoltios), es decir, dos millones de veces inferior a la masa del electrón. «Por experimentos de física de partículas anteriores, sabemos que el valor mínimo de la masa total del neutrino es solo cinco veces menor que el límite superior que hemos encontrado. Nuestros resultados muestran que mediante observaciones cosmológicas se puede llegar a estimar la masa del neutrino, lo cual es sumamente interesante», argumenta Roland de Putter (ICCUB-IFIC), primer autor del trabajo.  

Determinar con precisión la influencia de la masa de los neutrinos en el Universo es fundamental para estudiar su evolución, ya que hasta hace poco se creía que estas partículas carecían de masa, por lo que no aparecían en los modelos cosmológicos. Este análisis representa un avance en la comprensión de las propiedades de estas partículas a partir de mediciones cosmológicas.
 
El estudio, que se presentó el 11 de enero durante la reunión anual de la Sociedad Astronómica Americana, se basa en datos obtenidos a partir de una selección de 900.000 galaxias luminosas que pueblan la mayor parte del espacio y que se utilizan con frecuencia para estudiar la distribución espacial de galaxias. Esta selección procede de las galaxias que ha analizado hasta ahora el espectroscopio detector de oscilación de bariones (Baryons Oscillation Spectroscopic Survey, BOSS), que forma parte del tercer proyecto Exploración Digital del Espacio Sloan (Sloan Digital Sky Survey, (SDSS)‑III). El SDSS se inició en 2000 y desde entonces ha examinado más de un cuarto del cielo nocturno y producido el mapa tridimensional en color del Universo más grande.
 
A partir de la información de la distribución de las galaxias que se ha obtenido gracias al estudio internacional BOSS mediante un telescopio situado en el observatorio Apache Point de Nuevo México, Estados Unidos, se han obtenido los cálculos más precisos hasta la fecha de cómo la materia se agrupó en cúmulos durante las etapas intermedias de la evolución del Universo. Además, en el análisis se han utilizado estos datos para llevar a cabo este trabajo sobre el peso de los neutrinos en relación con el total del Universo.
 
Los neutrinos son partículas elementales muy ligeras que apenas interactúan con la materia. Un neutrino puede atravesar 200 tierras y permanecer inalterado. Por eso es extremadamente difícil detectarlo. Hasta que no se midió lo que se conoce como oscilación de los neutrinos, es decir, la transformación de un tipo de neutrino a otro durante su recorrido, se pensó que no tenían masa. Aun así sigue sin conocerse. Por otra parte, aceptar que los neutrinos tienen masa implica grandes cambios en los modelos utilizados hasta ahora para considerar la evolución del Universo, ya que es una de las partículas más abundantes en el cosmos.
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