يقع تلسكوب القطب الجنوبي الذي يبلغ عرضه 280 طنًا وعرضه 10 أمتار في أقصى نقطة على الأرض ، وقد ساعد الفلكيين على كشف طبيعة الطاقة المظلمة والوصول إلى الكتلة الفعلية من النيوترينوات - وهي جسيمات دون ذرية مراوغة تعم الكون ، وحتى في الآونة الأخيرة ، كان يعتقد تمامًا أنه بدون كتلة قابلة للقياس.
تم تصميم تلسكوب القطب الجنوبي (SPT) الممول من NSF خصيصًا لدراسة أسرار الطاقة المظلمة ، وهي القوة التي يُزعم أنها تدفع التوسع المستمر (والذي لا يزال يتسارع على ما يبدو) للكون. تسمح قدراتها على مراقبة الموجات المليمترية للعلماء بدراسة الخلفية الميكروية الكونية (CMB) التي تنتشر في سماء الليل مع صدى الانفجار الكبير الذي يبلغ 14 مليار عام.
تضخم على بصمة CMB هي الصور الظلية لمجموعات المجرات البعيدة - بعض من أكثر الهياكل الضخمة التي يتم تشكيلها داخل الكون. من خلال تحديد موقع هذه المجموعات ورسم خرائط تحركاتها مع SPT ، يمكن للباحثين رؤية كيف تتفاعل معها الطاقة المظلمة - والنيوترينوات.
قال برادفورد بينسون ، عالم الكونيات التجريبي في معهد كافلي للفيزياء الكونية بجامعة شيكاغو: "إن النيوترينوات من بين أكثر الجسيمات وفرة في الكون". "يمر حوالي تريليون نيوترينو عبرنا كل ثانية ، على الرغم من أنك لن تكاد تلاحظهم لأنهم نادرًا ما يتفاعلون مع المادة" العادية "."
إذا كانت النيوتريونات ضخمة بشكل خاص ، فسيكون لها تأثير على مجموعات المجرات واسعة النطاق التي تمت ملاحظتها مع SPT. إذا لم يكن لديهم كتلة ، فلن يكون هناك تأثير.
ومع ذلك ، تقع نتائج فريق تعاون SPT في مكان ما بينهما.
على الرغم من أن 100 مجموعة فقط من 500 مجموعة تم تحديدها حتى الآن تم مسحها ، تمكن الفريق من وضع حد أعلى أولي موثوق به بشكل معقول على كتلة النيوترينو - مرة أخرى ، الجسيمات التي كان من المفترض أن يكون لها لا كتلة.
وقد حددت الاختبارات السابقة أيضًا حدًا أقل لكتلة النيوترينوات ، وبالتالي تضييق الكتلة المتوقعة للجسيمات دون الذرية إلى ما بين 0.05 - 0.28 فولت (إلكترون فولت). بمجرد اكتمال مسح SPT ، يتوقع الفريق الحصول على نتيجة أكثر ثقة لكتل الجسيمات.
قال بنسون: "من خلال مجموعة بيانات SPT الكاملة ، سنكون قادرين على وضع قيود شديدة للغاية على الطاقة المظلمة وربما تحديد كتلة النيوترينوات".
وأشار لاحقًا في رسالة بالبريد الإلكتروني إلى مجلة الفضاء: "يجب أن نكون قريبين جدًا من مستوى الدقة المطلوب للكشف عن كتل النيوترينو".
لم تكن مثل هذه القياسات الدقيقة ممكنة لولا تلسكوب القطب الجنوبي ، الذي لديه القدرة بسبب موقعه الفريد على مراقبة السماء المظلمة لفترات طويلة جدًا من الزمن. كما توفر أنتاركتيكا جوًا مستقرًا لـ SPT ، بالإضافة إلى مستويات منخفضة جدًا من بخار الماء الذي قد يمتص إشارات الطول الموجي المليمتر الخافت.
قال فلاديمير بابيتاشفيلي ، مدير برنامج الفيزياء الفلكية والقطب الجنوبي في أنتاركتيكا بمكتب البرامج القطبية في NSF: "لقد أثبت تلسكوب القطب الجنوبي أنه جوهرة تاج للبحث الفيزيائي الفلكي الذي أجرته NSF في القطب الجنوبي". "لقد أنتج حوالي عشرين من المنشورات العلمية التي تمت مراجعتها من قبل الأقران منذ أن تلقى التلسكوب" أول ضوء له "في 17 فبراير 2007. SPT هو مشروع مركز للغاية ومدار بشكل جيد ومدهش".
تم تقديم نتائج الفريق من قبل برادفورد بينسون في اجتماع الجمعية الفيزيائية الأمريكية في أتلانتا في 1 أبريل.
