Προχωρώντας σιγά-σιγά πλησιέστερα στην παραβίαση-CP στα νετρίνα

Η φύση πρέπει να αντιμετωπίζει διαφορετικά την ύλη από την αντιύλη, αλλιώς θα είχε διαμορφώσει και τις δυο σε ίσες ποσότητες. Ωστόσο, τα περισσότερα σωμάτια υπακούουν στην «CP-συμμετρία», που αναφέρει πως οι νόμοι της φυσικής είναι οι ίδιοι αν ένα σωμάτιο εναλλαχθεί με μια κατοπτρική αντανάκλαση του αντισωματίου του. Τα κουάρκ παραβιάζουν τη συμμετρία αυτή όμως όχι αρκετά για να εξηγούν την κυριαρχία της ύλης επί της αντιύλης. Τώρα, ερευνητές με την T2K-συνεργασία αναφέρουν με βελτιωμένη στατιστική εμπιστοσύνη ότι η CP-συμμετρία παραβιάζεται στο νετρίνα.

Τα νετρίνα και τα αντινετρίνα εμφανίζονται σε τρεις διαφορετικές γεύσεις – ηλεκτρονίου, μυονίου και ταυ – και μπορούν να αλλάζουν από μια γεύση σε άλλη. Εάν η CP-συμμετρία τηρείται, τότε τα νετρίνα και τα αντινετρίνα θα είχαν την ίδια πιθανότητα να κάνουν αυτή την αλλαγή. Για να δουν άν η συμμετρία ισχύει, η ομάδα T2K πυροδότησε δέσμες νετρίνων μυονίου και αντινετρίνων από την εγκατάσταση J-PARC, στην Ιαπωνία, στον ανιχνευτή νετρίνων Super-Kamiokande, 295 km μακριά. Εκεί μετρούν πόσα νετρίνα μυονίου μεταμορφώνονται σε ομόλογα ηλεκτρονίου καθ’ οδόν.

Στα δεδομένα που συλλέχθηκαν από το 2010 μέχρι το 2017, η ομάδα ανίχνευσε 89 νετρίνα ηλεκτρονίου και 7 αντινετρίνα ηλεκτρονίου. Οι μετρήσεις αυτές θα έπρεπε να ήταν πλησιέστερα στο 68 και 9, αντίστοιχα, αν η CP-συμμετρία δεν είχε σπάσει. Αυτή η απόκλιση δείχνει παραβίαση της CP σε ένα διάστημα εμπιστοσύνης 95% (2σ). Αυτό είναι πάνω από το 90% που αναφέρθηκε πέρυσι, χάρη στα περισσότερα δεδομένα και τις βελτιωμένες τεχνικές ανάλυσης. Η ομάδα τονίζει ότι με τόσες λίγες ανιχνεύσεις, οι αβεβαιότητές τους είναι ακόμη μεγάλες. Θα συνεχίσουν το πείραμα για άλλα πέντε χρόνια, κατά τη διάρκεια των οποίων αναμένουν να συγκεντρώσουν 2,5 φορές περισσότερα δεδομένα από αυτά που έχουν πρόσφατα συλλέξει, προκειμένου να δουν αν το τελευταίο αποτέλεσμα παραμένει.