Стандардни модел физике честица је већ деценијама главни начин објашњавања шта су основни градивни блокови материје и како они делују. Први пут предложен 1970-их, модел тврди да за сваку створену честицу постоји античестица. Као такав, трајна мистерија коју поставља овај модел је разлог зашто Универзум може постојати ако га теоретски чине једнаки делови материје и антиматерије.
Ово наизглед диспаритет, познат као кршење паритета наплате (ЦП), био је предмет експеримената дуги низ година. Али до сада није направљена коначна демонстрација за ово кршење нити колико толика материја може постојати у Универзуму без свог колеге. Али захваљујући новим налазима које је објавила међународна сарадња Токаи-Камиока (Т2К), можда ћемо бити корак ближе разумевању зашто та разлика постоји.
Прво посматрано 1964. године, кршење КП предлаже да се под одређеним условима не примењују закони симетрије наелектрисања и паритетне симетрије (ака. ЦП-симетрија). Ови закони одређују да би физика која управља честицом требала бити иста ако би се измјењивала са њеном античестицом, док би се њене просторне координате обрнуле. Из тог запажања настала је једна од највећих космолошких мистерија.
Ако су закони који управљају материјом и антиматеријом исти, зашто је онда Универзумом тако доминиран материјом? Ако су материја и антиматерија битно различити, како се то онда подудара са нашим појмовима симетрије? Одговор на ова питања није важан само што се тиче наших превладавајућих космолошких теорија, већ је и својствен разумевању како делују слабе интеракције које управљају честицама.
Основана у јуну 2011. године, међународна Т2К сарадња први је експеримент у свету који је посвећен да одговори на ову мистерију проучавањем неутрино и анти-неутрино осцилација. Експеримент започиње сноповима високог интензитета муонских неутрина (или муонских анти-неутрина) који се стварају у Јапанском истраживачком комплексу за протонски убрзање (Ј-ПАРЦ), који се затим испаљују према детектору Супер-Камиоканде, удаљеном 295 км.
Овај детектор тренутно је један од највећих и најсавременијих на свету, посвећен детекцији и проучавању соларних и атмосферских неутрина. Како неутрини путују између двају објеката, они мењају „укус“ - прелазећи од муонских неутрина или анти-неутрина до електронских неутрина или анти-неутрина. Када надгледа ове неутрино и анти-неутрино зраке, експеримент посматра различите брзине осцилације.
Ова разлика у осцилацији би показала да постоји неравнотежа између честица и античестица и тако би први пут пружила коначне доказе кршења ЦП. То би такође указало да постоје физике изван стандардног модела које научници тек треба да истраже. Прошлог априла објављен је први скуп података који је произвео Т2К, а који је дао неке добре резултате.
Као што је Марк Хартз, сарадник Т2К и доцент Кавли ИПМУ пројекта, у недавном саопштењу за штампу рекао:
„Иако су скупови података још увек премали за давање коначне изјаве, видели смо слабу склоност великим кршењима ЦП-а и узбуђени смо што даље настављамо са прикупљањем података и осетљивијом потрагом за кршењем ЦП-а.“
Ови резултати, који су недавно објављени у Писма о физичком прегледу, укључују све податке у периоду од јануара 2010. до маја 2016. Укупно су се ти подаци састојали од 7.482 к 1020 протони (у неутрино моду), који су дали 32 електронска неутрина и 135 муонских неутрино догађаја и 7.471 × 1020 протони (у антинеутрино режиму), који су дали 4 електронска анти-неутрино и 66 муонских неутрино догађаја.
Другим речима, прва серија података пружила је неке доказе о кршењу ЦП-а и са интервалом поузданости од 90%. Али ово је тек почетак, а очекује се да ће експеримент потрајати још десет година пре него што се заврши. "Ако ћемо имати среће и ефекат кршења ЦП-а је велик, можемо очекивати 3 сигма доказа, или око 99,7% нивоа поузданости, за кршење ЦП-а до 2026. године", рекао је Хартз.
Ако се експеримент покаже успешним, физичари коначно могу да одговоре како је то да се рани Универзум није уништио. Вероватно ће помоћи да се открију аспекти Универзума у које физичари честица желе да уђу! Овде ће се вероватно наћи одговори на најдубље тајне Универзума, попут тога како се све његове основне силе спајају.
