แบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาคนั้นเป็นวิธีที่โดดเด่นในการอธิบายว่าหน่วยการสร้างพื้นฐานของสสารคืออะไรและมีปฏิสัมพันธ์กันมานานหลายทศวรรษอย่างไร เสนอครั้งแรกในปี 1970 แบบจำลองอ้างว่าสำหรับทุกอนุภาคที่สร้างขึ้นมีการต่อต้านอนุภาค เช่นนี้ความลึกลับที่ยืนยงที่เกิดจากแบบจำลองนี้จึงเป็นสาเหตุที่จักรวาลสามารถดำรงอยู่ได้ถ้ามันถูกสร้างขึ้นในทางทฤษฎีที่ประกอบด้วยส่วนของสสารและปฏิสสารที่เท่ากัน
ความไม่เท่าเทียมกันนี้ดูเหมือนว่าเรียกว่าการละเมิดความเท่าเทียมกัน (CP) เป็นเรื่องของการทดลองมาหลายปีแล้ว แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีการสาธิตที่ชัดเจนเกี่ยวกับการละเมิดนี้หรือมีความสำคัญเพียงใดในจักรวาลที่ไม่มีคู่ของมัน แต่ด้วยการค้นพบใหม่ที่ออกโดยความร่วมมือระหว่างประเทศ Tokai-to-Kamioka (T2K) ระหว่างประเทศเราอาจเข้าใกล้ความเข้าใจมากขึ้นว่าทำไมความแตกต่างนี้จึงมีอยู่
ครั้งแรกที่พบในปี 2507 การละเมิดข้อเสนอของซีพีภายใต้เงื่อนไขบางประการกฎหมายว่าด้วยการคิดค่าใช้จ่ายและสมมาตรเท่าเทียมกัน (aka. CP-symmetry) ไม่มีผลบังคับใช้ กฎหมายเหล่านี้ระบุว่าฟิสิกส์ที่ควบคุมอนุภาคควรจะเหมือนกันถ้ามันถูกสับเปลี่ยนกับปฏิปักษ์ของมันในขณะที่พิกัดเชิงพื้นที่ของมันจะกลับด้าน จากการสังเกตนี้หนึ่งในปรากฏการณ์ลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเกิดขึ้น
หากกฎหมายว่าด้วยสสารและปฏิสสารเดียวกันทำไมเป็นเช่นนั้นจักรวาลจึงเป็นสสาร อีกวิธีหนึ่งถ้าสสารและปฏิสสารแตกต่างกันโดยพื้นฐานแล้วสิ่งนี้สอดคล้องกับแนวคิดเรื่องสมมาตรของเราอย่างไร การตอบคำถามเหล่านี้ไม่เพียงมีความสำคัญเท่าที่ทฤษฎีทางดาราศาสตร์ที่โดดเด่นของเราไปเท่านั้น แต่พวกเขายังมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าการปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอซึ่งควบคุมอนุภาคทำงานอย่างไร
ก่อตั้งขึ้นในเดือนมิถุนายน 2011 ความร่วมมือระหว่างประเทศ T2K เป็นการทดลองครั้งแรกในโลกที่อุทิศตนเพื่อตอบปริศนานี้โดยการศึกษานิวตริโนและการต่อต้านนิวตริโน การทดลองเริ่มต้นด้วยคานความเข้มสูงของ muon neutrinos (หรือ muon anti-neutrinos) ที่ถูกสร้างขึ้นที่ Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC) ซึ่งถูกยิงไปยังเครื่องตรวจจับ Super-Kamiokande 295 กม.
ปัจจุบันเครื่องตรวจจับนี้เป็นหนึ่งในเครื่องที่ใหญ่ที่สุดและทันสมัยที่สุดในโลกซึ่งอุทิศให้กับการตรวจจับและศึกษานิวตริโนแสงอาทิตย์และบรรยากาศ ในขณะที่นิวตริโนเดินทางระหว่างสถานที่ทั้งสองพวกเขาจะเปลี่ยน“ รสชาติ” - เปลี่ยนจากมิวนิกนิวตริโนหรือแอนตี้นิวตริโนไปเป็นนิวตริโนอิเล็กตรอน ในการตรวจสอบคานนิวตริโนและคานป้องกันนิวตริโนเหล่านี้การทดลองจะพิจารณาอัตราการแกว่งที่แตกต่างกัน
ความแตกต่างในความผันผวนนี้จะแสดงให้เห็นว่ามีความไม่สมดุลระหว่างอนุภาคและปฏิปักษ์และให้หลักฐานที่ชัดเจนครั้งแรกของการละเมิด CP เป็นครั้งแรก นอกจากนี้ยังระบุว่ามีฟิสิกส์นอกเหนือจากรุ่นมาตรฐานที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้สำรวจ เมื่อเดือนเมษายนที่ผ่านมาชุดข้อมูลชุดแรกที่ผลิตโดย T2K ได้รับการเผยแพร่ซึ่งให้ผลลัพธ์บางอย่างที่บอก
ในฐานะ Mark Hartz ผู้ทำงานร่วมกัน T2K และศาสตราจารย์ Kavli IPMU ผู้ช่วยศาสตราจารย์กล่าวในการแถลงข่าวล่าสุด:
“ ในขณะที่ชุดข้อมูลยังเล็กเกินไปที่จะทำข้อสรุปเราได้เห็นการตั้งค่าที่อ่อนแอสำหรับการละเมิด CP ขนาดใหญ่และเรารู้สึกตื่นเต้นที่จะรวบรวมข้อมูลต่อไปและทำการค้นหาที่สำคัญยิ่งขึ้นสำหรับการละเมิด CP”
ผลลัพธ์เหล่านี้ซึ่งเผยแพร่เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน จดหมายทบทวนทางกายภาพ รวมข้อมูลทั้งหมดที่เรียกใช้จากระหว่างเดือนมกราคม 2010 ถึงพฤษภาคม 2016 รวมข้อมูลนี้ประกอบด้วย 7.482 x 1020 โปรตอน (ในโหมดนิวตริโน) ซึ่งให้ผล 32 อิเล็กตรอนนิวตริโนและ 135 มิวอนนิวตริโนเหตุการณ์และ 7.471 × 1020 โปรตอน (ในโหมด antineutrino) ซึ่งให้ 4 อิเล็กตรอนต่อต้านนิวตริโนและ 66 นิวตริโน muon เหตุการณ์
กล่าวอีกนัยหนึ่งชุดข้อมูลแรกได้ให้หลักฐานบางอย่างเกี่ยวกับการละเมิด CP และมีช่วงความมั่นใจ 90% แต่นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นและการทดสอบคาดว่าจะทำงานได้อีกสิบปีก่อนจะสรุป “ ถ้าเราโชคดีและผลการละเมิด CP มีขนาดใหญ่เราอาจคาดหวังหลักฐาน 3 ซิกม่าหรือระดับความเชื่อมั่น 99.7% สำหรับการละเมิด CP ภายในปี 2569” Hartz กล่าว
หากการทดลองพิสูจน์ให้เห็นว่าประสบความสำเร็จนักฟิสิกส์ในที่สุดก็สามารถตอบได้ว่าจักรวาลยุคแรกไม่ได้ทำลายล้างตัวเองอย่างไร นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะเปิดเผยแง่มุมของเอกภพว่านักฟิสิกส์อนุภาคสนใจเข้าร่วม! สำหรับที่นี่ที่คำตอบของความลับที่ลึกที่สุดของจักรวาลเช่นเดียวกับที่พบว่ากำลังพื้นฐานทั้งหมดเข้าด้วยกันนั้นน่าจะพบได้
