Les différents taux d'oscillations de neutrinos et d'anti-neutrinos enregistrés par une collaboration internationale de chercheurs au Japon, notamment de Kavli IPMU, constituent une étape importante dans la recherche d'une nouvelle source d'asymétrie dans les lois qui régissent la matière et l'antimatière.

Le modèle standard de la physique des particules décrit les éléments de base de la matière et leur interaction. Il fait également remarquer que pour chaque particule créée, il y a une anti-particule. Cependant, le Modèle Standard n'explique pas pourquoi notre Univers existe encore aujourd'hui, puisque la symétrie matière et antimatière implique que la matière, y compris les galaxies, étoiles, et même les humains - auraient dû être annihilés par des quantités égales d'antimatière.

Cette violation de symétrie, appelé violation de la parité de charge (CP), a été observé expérimentalement, mais pas assez pour expliquer la grande quantité de matière existant dans l'Univers.

La collaboration internationale T2K (Tokai-to-Kamioka) est la première expérience au monde capable de rechercher une violation de CP en étudiant les oscillations des neutrinos et des anti-neutrinos. Des faisceaux de haute intensité de neutrinos de muons (ou anti-neutrinos de muons) sont produits au J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) sur la côte est du Japon, et a tiré en direction du détecteur Super-Kamiokande à 295 km dans la préfecture de Gifu. En chemin, les neutrinos et les anti-neutrinos changent spontanément de "saveur" à partir des neutrinos ou des anti-neutrinos muoniques, aux neutrinos électroniques ou aux anti-neutrinos. Une différence dans les taux d'oscillations dans des faisceaux de neutrinos et d'anti-neutrinos séparés serait la preuve d'un déséquilibre entre particules et anti-particules, et qu'il y a une nouvelle physique à apprendre au-delà du modèle standard.

Le premier jeu de données de T2K a été publié en avril, et détecté 32 neutrinos électroniques et 4 anti-neutrinos électroniques.

« Bien que les ensembles de données soient encore trop petits pour faire une déclaration concluante, nous avons constaté une faible préférence pour les violations de CP importantes et nous sommes ravis de continuer à collecter des données et de faire une recherche plus sensible pour les violations de CP, " a déclaré Mark Hartz, collaborateur de T2K et professeur adjoint au projet Kavli IPMU.

Récemment, l'expérience T2K a fini de collecter un autre ensemble de données qui a doublé la quantité de données disponibles dans la configuration des neutrinos électroniques, et ses résultats devraient être présentés plus tard cette année. Hartz a déclaré qu'ils prévoyaient de continuer à prendre des données pendant encore 10 ans.

"Si nous avons de la chance et que l'effet de violation de CP est important, nous pouvons nous attendre à des preuves 3 sigma, soit un niveau de confiance d'environ 99,7 %, pour violation de CP d'ici 2026, " il a dit.

Les détails des résultats les plus récents de T2K utilisant des données sur les neutrinos et les anti-neutrinos ont été publiés dans Lettres d'examen physique en tant que suggestion de la rédaction le 10 avril.