Стандартная модель физики элементарных частиц описывает основные строительные блоки материи и то, как они взаимодействуют. Это также указывает на то, что для каждой созданной частицы существует античастица. Однако Стандартная модель не объясняет, почему наша Вселенная все еще существует сегодня, поскольку симметрия материи и антиматерии подразумевает, что материя — включая галактики, звезды и даже людей — должна была быть уничтожена равным количеством антиматерии. .Это нарушение симметрии, называемое нарушением зарядовой четности (СР), наблюдалось экспериментально, но его недостаточно для объяснения большого количества материи, существующей во Вселенной.Международная коллаборация T2K (Tokai-to-Kamioka) — первый эксперимент в мире, который может искать CP-нарушение путем изучения нейтринных и антинейтринных осцилляций.
Пучки мюонных нейтрино (или мюонных антинейтрино) высокой интенсивности производятся в J-PARC (Японский исследовательский комплекс протонных ускорителей) на восточном побережье Японии и направляются в сторону детектора Супер-Камиоканде в 295 км в префектуре Гифу. По пути нейтрино и антинейтрино спонтанно меняют «аромат» с мюонных нейтрино или антинейтрино на электронные нейтрино или антинейтрино. Разница в скорости осцилляций в отдельных нейтринных и антинейтринных пучках будет доказательством дисбаланса между частицами и античастицами, и что есть новая физика, которую нужно изучать за пределами Стандартной модели.
Первый набор данных T2K был опубликован в апреле и обнаружил 32 электронных нейтрино и 4 электронных антинейтрино.«Хотя наборы данных все еще слишком малы, чтобы сделать окончательное заявление, мы увидели слабое предпочтение больших нарушений CP, и мы рады продолжить сбор данных и более чувствительный поиск нарушения CP», — сказали соавтор T2K и Кавли. Доцент проекта ИПМУ Марк Харц.
Недавно эксперимент T2K завершил сбор другого набора данных, который удвоил количество данных, доступных в конфигурации электронного нейтрино, и его результаты, как ожидается, будут представлены позже в этом году. Харц сказал, что они ожидают продолжения сбора данных еще 10 лет.
«Если нам повезет и эффект нарушения CP будет большим, мы можем ожидать доказательства 3 сигма, или около 99,7% уровня достоверности, для нарушения CP к 2026 году», — сказал он.Подробности последних результатов T2K с использованием нейтринных и антинейтринных данных были опубликованы в Physical Review Letters в качестве предложения редакции 10 апреля.