Čitaoci časopisa Universe Today verovatno su već upoznati sa konceptom kosmičke mikrotalasne pozadine (CMB). Njegovo slučajno otkriće par radio astronoma u Bell Labs-u je stvar astronomske legende. Tokom proteklih decenija, ponudio je mnogo uvida u Veliki prasak i poreklo našeg univerzuma. Ali postoji još jedan, manje poznat pozadinski signal koji bi mogao biti jednako revolucionaran – ili barem mislimo da postoji.
Pozadina kosmičkog neutrina (CvB) je postavljena godinama, ali tek treba da bude pronađena, prvenstveno zato što je neutrino poznato da je teško otkriti. Sada, članak profesora Daglasa Skota sa Univerziteta Britanske Kolumbije, koji je razvijen u okviru letnje škole o neutrinima koju održava Međunarodna škola za fiziku astročestica u italijanskom gradu Vareni, govori o tome šta bismo potencijalno mogli naučiti ako uspemo da na kraju otkriti CvB.
Rad je napisan u čudnom stilu i objavljen je na arXiv-u, tako da je nejasno da li će biti formalno recenzent (ili će recenzenti ukloniti sliku „slona u sobi“). Međutim, iako se dotiče neke napredne matematike, uglavnom se fokusira na potencijalne stvari koje možemo naučiti iz analize CvB-a.
Nije iznenađujuće da mnoge od tih činjenica imaju mnogo veze sa neutrinima. Još uvek ne znamo mnogo o njima, kao što dr Skot ističe u svom uvodu. Zašto postoje tri vrste? Kako se oni porede jedni sa drugima? A jedna posebno bolna stvar za fizičare čestica je šta su tačno njihove mase.
CvB bi mogao da pruži uvid u sva tri ova pitanja i još više o formiranju galaksija i samom Velikom prasku. Prvo, hajde da se pozabavimo težinom neutrina. Jedno od najvećih pitanja u vezi sa težinom je da li su mase tri tipa neutrina „normalne“ ili „obrnute“ hijerarhije. Ta dva stanja menjaju koji je od tri tipa „najmanji“. U normalnoj hijerarhiji, masa trećeg tipa neutrina je mnogo veća od mase druga dva, koja su skoro jednaka. U obrnutoj hijerarhiji, mase prva dva tipa su i dalje ekvivalentne, ali mnogo masivnije od mase trećeg tipa.
Kada se podaci prikupe na CvB-u, astronomi mogu analizirati očekivani oblik talasnih oblika na osnovu pretpostavke bilo koje hijerarhije, ali otkriti koji od njih bolje odgovara vidljivim podacima. To je dovoljno jednostavno u astronomskom smislu, ali prikupljanje tih podataka je i dalje težak deo. Međutim, ako možemo da suzimo ekvivalentne mase neutrina, potencijalno bismo mogli da izračunamo još jedan fundamentalni kosmološki parametar — zbir svih njihovih masa.
Iako je taj dugoročni cilj još uvek daleko, na neka pitanja većeg obima mogli bi se odgovoriti jednostavnim razumevanjem CvB-a uopštenije. Merenja CvB takođe mogu biti komplikovana neutrinima iz drugih izvora, kao što su druge galaksije. Ako bismo razumeli parametre samog CvB-a, mogli bismo da eliminišemo taj deo signala, omogućavajući nam da pažljivije analiziramo neutrine koji su prvobitno emitovani iz galaksija izvan naše. Sa tim uvidom, mogli bismo dokazati ili opovrgnuti neke pretpostavke o ranim fazama formiranja galaksija, posebno u pogledu količine energije koju emituju.
S obzirom da neutrini igraju ulogu u svemu, od našeg razumevanja tamne materije do fundamentalnih pitanja o fizici čestica, prirodno je da više od jedne discipline pokušava da odredi ove faktore za sebe. Fizičari čestica, koji se oslanjaju na visokoenergetske sudare u akceleratorima čestica, a ne na slučajne sudare neutrina stvorenih pored univerzuma, takođe nastoje da razumeju njihovu masu. Dr Skot smatra da bi saradnja između astronoma koji žele da otkriju tajne CvB-a i fizičara čestica koji se nadaju da će iz temelja izgraditi dovoljno dokaza za karakteristike ovih neuhvatljivih čestica, mogla biti korisna. Provesti nekoliko nedelja u italijanskoj vili razgovarajući o nijansama njihovih oblasti svakako zvuči kao odličan način da se započne ta saradnja.
