Experimento T2K El patrón detectado de un evento de neutrino de electrones observado por Super-Kamiokande. De archivo: Kavli IPMU
Por Himanshu Goenka para International Business Times Junio 7 de 2017
Si toda la materia en existencia --desde minúsculos átomos hasta gigantescos racimos de galaxias-- seguía estrictamente las teorías del Modelo Estándar de la física, entonces todo tendría una cantidad igual de antimateria, y los dos juntos se aniquilarían, llevando a la Existencia de nada precisamente. Pero como hay algo en lugar de nada, los científicos han estado tratado de comprender esta asimetría entre las cantidades de materia y antimateria en el universo.
Esta violación de la simetría materia-antimateria se denomina violación de la paridad de carga (CP), y la evidencia de las violaciones del CP está siendo buscada por -- entre otros experimentos -- las diferentes tasas de oscilaciones neutrino y antineutrino, registradas por un equipo internacional de Investigadores que trabajan en el experimento T2K. Es una abreviatura de Tokai-to-Kamioka y el experimento se encuentra en Japón.
Para su funcionamiento, T2K necesita haces de neutrinos de muón de alta intensidad, que se generan en el Complejo de Investigación del Acelerador de Protones de Japón en Tokai, a lo largo de la costa noreste del país. Desde allí, las vigas se disparan hacia el suroeste, hacia el detector Super-Kamiokande a 295 kilómetros (183 millas) de distancia en la prefectura de Gifu. Si se hallara una diferencia entre las velocidades de oscilación de los haces neutrino y antineutrino separados, esto sería prueba del desequilibrio entre la materia y la antimateria.
A medida que viajan, los neutrinos y antineutrinos cambian su "sabor" de muón a electrón. Y el primer conjunto de datos de T2K muestra que detectó 32 neutrinos de electrones y sólo 4 electrones antineutrinos, lo que indica que hay más física más allá del Modelo Estándar.
"Si bien los conjuntos de datos son todavía demasiado pequeños para hacer una declaración concluyente, hemos visto una débil preferencia por la violación de CP grande y estamos muy contentos de seguir recopilando datos y hacer una búsqueda más sensible para la violación CP", Mark Hartz de la Kavli Instituto para la Física y Matemáticas del Universo en Kashiwa, Japón, y un colaborador de T2K, dijo en un comunicado el martes.
El primer conjunto de datos T2K fue publicado en abril, y el experimento ha terminado de grabar su segundo conjunto de datos también. Para ser publicado más tarde en 2017, los datos son el doble de la cantidad anterior. Se espera que la recolección de datos para T2K continúe por otros 10 años.
"Si tenemos suerte y el efecto de la violación CP es grande, podemos esperar 3 sigma evidencia, o un nivel de confianza de 99,7 por ciento, para la violación de CP en 2026", dijo Hartz en el comunicado.
Varios experimentos en el CERN en Europa están estudiando las propiedades de la antimateria, incluyendo la búsqueda de signos de la asimetría materia-antimateria. Algunos de esos experimentos - como GBAR, AEGIS y ALPHA - están estudiando los efectos de la gravedad en la antimateria.
De acuerdo con el Modelo Estándar, una cantidad igual de materia y antimateria fue creada en ese momento como el Big Bang. Sin embargo, hay mucho más materia hoy que su contraparte negadora. Podría ser porque en realidad, más materia que antimateria fue creada en el principio, o debido a una asimetría en la forma en que la materia y la antimateria interactúan.
Experimentos como T2K están diseñados para estudiar la posible asimetría.
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