素粒子物理学の標準モデルは、物質の基本的なビルディングブロックが何であるか、およびそれらが数十年の間どのように相互作用するかを説明するための主な手段でした。 1970年代に最初に提案されたモデルは、作成されたすべての粒子に対して反粒子があると主張しています。したがって、このモデルによってもたらされる永続的な謎は、理論的に物質と反物質の等しい部分で構成されている場合、宇宙が存在できる理由です。
チャージパリティ（CP）違反として知られるこの一見の格差は、長年にわたって実験の対象となってきました。しかし、これまでのところ、この違反に対する明確なデモンストレーションは行われていません。しかし、国際的な東海カミオカ（T2K）コラボレーションによって発表された新しい発見のおかげで、この格差が存在する理由を理解するための第一歩になるかもしれません。
1964年に初めて観察されたCP違反は、特定の条件下では、電荷対称性とパリティ対称性（別名CP対称性）の法則が適用されないことを提案しています。これらの法則は、粒子を管理する物理学は、その空間座標が逆になる一方で、その反粒子と交換された場合、同じであるはずであると述べています。この観察から、最大の宇宙論の謎が浮かび上がりました。
物質と反物質を管理する法律が同じである場合、なぜ宇宙が物質に支配されているのはなぜですか？あるいは、物質と反物質が根本的に異なる場合、これはどのように対称性の概念と一致しますか？これらの質問に答えることは、主な宇宙論が進む限り重要であるだけでなく、粒子を支配する弱い相互作用がどのように機能するかを理解するためにも不可欠です。
2011年6月に設立された国際的なT2Kコラボレーションは、ニュートリノと反ニュートリノの振動を研究することによってこの謎に答えることに専念する世界で最初の実験です。実験は、ミュオンニュートリノ（またはミュオン反ニュートリノ）の高強度ビームが日本陽子加速器研究施設（J-PARC）で生成され、295 km離れたスーパーカミオカンデ検出器に向けて発射されることから始まります。
この検出器は現在、世界最大かつ最も洗練されたものの1つで、太陽および大気ニュートリノの検出と研究に特化しています。ニュートリノは2つの施設の間を移動するときに、ミューオンニュートリノまたは反ニュートリノから電子ニュートリノまたは反ニュートリノへと変化して、「フレーバー」を変更します。これらのニュートリノビームと反ニュートリノビームを監視する際、実験ではさまざまな振動率を監視します。
この振動の違いは、粒子と反粒子の間に不均衡があることを示し、CP違反の最初の決定的な証拠を初めて提供します。また、科学者がまだ調査していない標準モデル以外の物理学があることも示しています。この4月、T2Kによって作成された最初のデータセットがリリースされました。
T2Kの共同研究者であり、Kavli IPMUプロジェクトアシスタント教授であるマークハーツは、最近のプレスリリースで次のように述べています。
「データセットがまだ小さすぎて決定的な声明を出すことはできませんが、大規模なCP違反に対する好みは弱いことがわかりました。データを収集し続け、CP違反をより敏感に検索できることに興奮しています。」
これらの結果は最近発表されました 物理的レビューレター、 2010年1月から2016年5月までのすべてのデータ実行を含みます。合計すると、このデータは7.482 x 10で構成されていました20 陽子（ニュートリノモード）、32電子ニュートリノおよび135ミューオンニュートリノイベント、および7.471×1020 陽子（反ニュートリノモード）、4電子反ニュートリノと66ミューオンニュートリノイベントをもたらした。
つまり、データの最初のバッチは、CP違反の証拠を提供し、信頼区間は90％でした。しかし、これはほんの始まりに過ぎず、実験は終了する前にさらに10年間実行されると予想されます。 「幸運でCP違反の影響が大きい場合、2026年までのCP違反について、3つのシグマの証拠、つまり約99.7％の信頼水準が予想されるかもしれません」
実験が成功した場合、物理学者はついに初期の宇宙が全滅したのではないかと答えることができるかもしれません。また、素粒子物理学者が入り込むことを切望している宇宙の側面を明らかにするのにも役立つでしょう！ここで、そのすべての基本的な力がどのように組み合わさるかなど、宇宙の最も深い秘密への答えが見つかる可能性があります。
