Sådan vejer man neutrinoer med galakser
Hvis man holder et vågent øje med fordelingen af galakser i universet, kan man regne ud, hvor stor en masse neutrinoer har. De små elementarpartikler har nemlig skubbet til stoffet i det tidlige univers.

Ved hjælp af data fra satellitten GALEX og billeder taget med dette teleskop i Australien har forskerne fremtryllet et 3D-kort over en del af universet. (Foto: Fred Kamphues)

Det største og det mindste hænger sammen. Man kan blive klogere på nogle af universets mest uanseelige partikler, neutrinoerne, ved at studere nogle af universets største objekter, galakserne. Det er i hvert fald, hvad 27-årige Signe Riemer-Sørensen håber.

Hun har netop fået Det Frie Forskningsråds pris som Ung Eliteforsker. Med prisen følger en bevilling på 1.233.750 kroner, og de skal bruges i Australien.

Her holder WiggleZ-projektet nemlig til. Forskerne down under er ved at være færdige med at skabe et 3D-kort over alle galakserne i en kubikgigaparsec af universet.

Informationen om den præcise placering af de 240.000 galakser i dette enorme volumen er noget, som Signe Riemer-Sørensen kan bruge, når hun skal være med til at bestemme neutrinoernes masse.

Neutrinoerne skubbede til stoffet

»Neutrinoer er de allermindste partikler, vi kender til. Men de påvirkede alligevel den måde, som massen klumpede sammen i det tidlige univers,« fortæller Signe Riemer-Sørensen.

Fakta

VIDSTE DU

En kubikgigaparsec er et kolossalt volumen, der svarer til en kasse på 30.857 milliarder milliarder kilometer på hver led.

»Den måde, galakserne er fordelt på i dag, afhænger faktisk af, hvor stor en masse, neutrinoerne har,« siger hun.

De små neutrinoer var nemlig i stand til at skubbe til det øvrige stof i det tidlige univers. Jo tungere neutrinoer er, desto kraftigere kunne de sprede stoffet ud, så galakserne havde sværere ved at dannes.

»Jo lettere neutrinoerne er, desto flere galakser vil man se i universet, og jo tættere på hinanden vil de være dannet - sådan i grove træk,« siger Signe Riemer-Sørensen.

Galaksefordelingen kan give svaret

Så det giver god mening at kigge på galakser for at blive klogere på neutrinoer. Og derfor er WiggleZ-projektet uhyre interessant for Signe Riemer-Sørensen, hvilket egentlig ikke lå i kortene fra starten:

»WiggleZ er faktisk slet ikke designet til at bestemme massen af neutrinoer - det er designet til at undersøge mørk energi. Men i den forbindelse har forskerne altså målt, hvor galakserne er på himlen, og hvor langt, der er ud til dem - så de ender med et tredimensionalt kort over en del af universet.« »Det unikke ved WiggleZ er, at de går længere ud i universet og kigger på flere galakser, end der hidtil er gjort. Og når man kigger langt ud i universet, kigger man også tilbage i tiden,« fortæller Signe Riemer-Sørensen. Hun er mest interesseret i fordelingen af de tidlige galakser, for her er effekten af neutrinoerne tydeligst.

Den manglende brik i puslespillet

Og neutrinoernes masse er en af de brikker, der mangler i fysikernes store puslespil. Den bedste model for det stof og de kræfter, der findes i universet, kaldes for standardmodellen, og den virker rigtig godt, når man for eksempel skal forudsige resultatet af eksperimenter inden for partikelfysik. Men den er ikke helt præcis, når der er neutrinoer involveret.

Ifølge standardmodellen er neutrinoer nemlig masseløse, og da vi nu ved, at de rent faktisk har en masse, skal modellen forbedres. Og her ville en viden om neutrinoernes masse være en stor hjælp - ikke mindst for de partikelfysikere, der arbejder med eksperimenter ved partikelacceleratorer som LHC ved forskningscenteret CERN.

Hvis man kender neutrinoernes egenskaber, bliver det også noget nemmere at bygge neutrinoteleskoper - instrumenter, der kan detektere neutrinoer fra fjerne objekter i universet og dermed gøre forskerne klogere på disse objekter.

Så det ville ikke være så dårligt, hvis Signe Riemer-Sørensen og hendes kolleger kunne komme med et kvalificeret bud på neutrinoernes masse.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.