В 1998 году физики поймали нейтрино на удивительном: частица меняет свой тип на лету. Такое возможно, только если у неё есть масса. Это стало единственным лабораторным доказательством физики за пределами Стандартной модели. Но сколько именно весит нейтрино — до сих пор загадка. Прямые эксперименты, вроде гигантской установки KATRIN в Германии, говорят: масса электронного нейтрино меньше 0,45 электронвольт. Для сравнения: масса электрона — около 511 000 электронвольт. Разница как между песчинкой и грузовиком.
Совсем другую картину рисует космос. Реликтовое излучение (послесвечение Большого взрыва) и распределение галактик показывают, что сумма масс всех трёх типов нейтрино не превышает 0,056 электронвольт. Это в несколько раз меньше, чем допускает лаборатория. Проблема в том, что космологический «вес» опирается на стандартную модель Вселенной — с неизменной тёмной энергией. А свежие данные намекают, что тёмная энергия могла меняться со временем. Если это так, то и масса нейтрино, полученная из космоса, может быть иллюзией.
Авторы новой работы пошли хитрым путём. Они разобрали, как именно космологические данные зависят от модели тёмной энергии, и построили два «защищённых» способа измерить массу нейтрино. Первый способ — учесть все возможные варианты эволюции тёмной энергии и всё равно получить ограничение: сумма масс меньше 0,152 электронвольт. Второй — вообще отказаться от данных о поздней Вселенной и использовать только реликтовое излучение вместе с эффектом гравитационного линзирования (искривления света массивными объектами). Этот метод даёт верхнюю границу 0,41 электронвольт сегодня, а с будущими телескопами — до 0,28 электронвольт.
Интересно, что эти более «мягкие» оценки попадают в диапазон чувствительности будущих земных экспериментов, таких как Project 8. Он нацелен поймать массу нейтрино на уровне около 0,1 электронвольт. Так космос и лаборатория впервые могут встретиться на одной шкале.
Нейтрино настолько слабо взаимодействуют с веществом, что могут пролететь сквозь световой год свинца, не задев ни одного атома.