Las diferentes tasas de oscilaciones de neutrinos y antineutrinos registradas por una colaboración internacional de investigadores en Japón, incluida la de Kavli IPMU, es un paso importante en la búsqueda de una nueva fuente de asimetría en las leyes que gobiernan la materia y la antimateria.

El modelo estándar de física de partículas describe los componentes básicos de la materia y cómo interactúan. También destaca que por cada partícula creada, hay una anti-partícula. Sin embargo, el Modelo Estándar no explica por qué nuestro Universo todavía existe hoy, ya que la simetría de materia y antimateria implica que la materia, incluidas las galaxias, estrellas, e incluso los humanos, deberían haber sido aniquilados por cantidades iguales de antimateria.

Esta violación de la simetría, denominada violación de paridad de cargo (CP), se ha observado experimentalmente, pero no lo suficiente para explicar la gran cantidad de materia que existe en el Universo.

La colaboración internacional T2K (Tokai-to-Kamioka) es el primer experimento en el mundo que puede buscar una violación de CP mediante el estudio de las oscilaciones de neutrinos y antineutrinos. En el J-PARC (Complejo de Investigación del Acelerador de Protones de Japón) en la costa este de Japón se producen haces de alta intensidad de neutrinos muónicos (o antineutrinos muónicos). y disparó hacia el detector Super-Kamiokande a 295 km de distancia en la prefectura de Gifu. En camino, los neutrinos y antineutrinos cambian espontáneamente el 'sabor' de los neutrinos muónicos o antineutrinos, a los neutrinos electrónicos o antineutrinos. Una diferencia en las tasas de oscilación en haces de neutrinos y antineutrinos separados sería una prueba de un desequilibrio entre partículas y antipartículas, y que hay nueva física que aprender más allá del Modelo Estándar.

El primer conjunto de datos de T2K se publicó en abril, y detectó 32 electrones neutrinos y 4 electrones antineutrinos.

"Si bien los conjuntos de datos aún son demasiado pequeños para hacer una declaración concluyente, hemos visto una preferencia débil por una infracción importante de CP y estamos entusiasmados de seguir recopilando datos y realizar una búsqueda más sensible de la infracción de CP, ", dijo el colaborador de T2K y profesor asistente del proyecto Kavli IPMU, Mark Hartz.

Recientemente, el experimento T2K ha terminado de recopilar otro conjunto de datos que ha duplicado la cantidad de datos disponibles en la configuración de neutrinos electrónicos, y se espera que sus resultados se presenten a finales de este año. Hartz ha dicho que esperan seguir tomando datos durante otros 10 años.

"Si tenemos suerte y el efecto de la violación de CP es grande, podemos esperar evidencia de 3 sigma, o alrededor del 99,7% de nivel de confianza, por violación de CP para 2026, " él dijo.

Los detalles de los resultados más recientes de T2K utilizando datos de neutrinos y antineutrinos se publicaron en Cartas de revisión física como sugerencia de los editores el 10 de abril.