Neutrino-opdagelse-et skridt tættere på at finde overtrædelse af gebyr-paritet

De forskellige frekvenser af neutrino- og anti-neutrino-svingninger registreret af et internationalt samarbejde mellem forskere i Japan-herunder fra Kavli IPMU-er et vigtigt skridt i søgen efter en ny kilde til asymmetri i de love, der styrer stof og antimateriale.

Standardmodellen for partikelfysik beskriver materiens grundlæggende byggesten og hvordan de interagerer. Det gør også et punkt, at for hver partikel, der skabes, der er en antipartikel. Imidlertid, Standardmodellen forklarer ikke, hvorfor vores univers stadig eksisterer i dag, da sagen og antimateriale-symmetrien indebærer, at sagen-herunder galakser, stjerner, og endda mennesker-burde have været tilintetgjort af lige store mængder anti-stof.

Denne krænkelse af symmetri, kaldet overtrædelsen af ​​gebyrparitet (CP), er blevet observeret eksperimentelt, men ikke nok til at forklare den store mængde stof, der findes i universet.

Det internationale T2K (Tokai-to-Kamioka) samarbejde er det første eksperiment i verden, der kan søge efter CP-krænkelse ved at studere neutrino- og anti-neutrino-svingninger. Højintensitetsbjælker af muonneutrinoer (eller muon-anti-neutrinoer) produceres på J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) på Japans østkyst, og affyrede mod Super-Kamiokande-detektoren 295 km væk i Gifu Prefecture. På vej, neutrinoerne og anti-neutrinoerne ændrer spontant 'smag' fra muonneutrinoer eller anti-neutrinoer, til elektronneutrinoer eller anti-neutrinoer. En forskel i svingningshastighederne i separate neutrino- og anti-neutrino-stråler ville være et bevis på en ubalance mellem partikler og antipartikler, og at der er ny fysik at lære ud over standardmodellen.

De første datasæt af T2K blev offentliggjort i april, og påviste 32 elektronneutrinoer og 4 elektronantinuutrinoer.

"Mens datasættene stadig er for små til at komme med en afgørende erklæring, vi har set en svag præference for stor CP -krænkelse, og vi er glade for at fortsætte med at indsamle data og foretage en mere følsom søgning efter CP -overtrædelse, "sagde T2K -samarbejdspartner og Kavli IPMU -projektassistent professor Mark Hartz.

For nylig, T2K -eksperimentet er færdigt med at indsamle endnu et sæt data, der har fordoblet mængden af ​​tilgængelige data i elektronneutrino -konfigurationen, og dens resultater forventes at blive præsenteret senere på året. Hartz har sagt, at de forventer at fortsætte med at tage data i yderligere 10 år.

"Hvis vi er heldige, og CP -overtrædelseseffekten er stor, vi kan forvente 3 sigma beviser, eller omkring 99,7% konfidensniveau, for CP -overtrædelse inden 2026, " han sagde.

Detaljer om T2Ks seneste resultater ved hjælp af neutrino- og anti-neutrino-data blev offentliggjort i Fysisk gennemgangsbreve som et redaktionsforslag den 10. april.