Nieuws over neutrino's: het probleem met de ladingspariteit verklaard?

12 juni 2017, 09:54
Het bij de Super-Kamiokande ontdekte patroon van elektron-neutrino-gebeurtenissen. Afbeelding: Universiteit Tokyo.
Het bij de Super-Kamiokande ontdekte patroon van elektron-neutrino-gebeurtenissen. Afbeelding: Universiteit Tokyo.
De verschillen tussen de oscillaties van neutrino’s en antineutrino’s die door een internationaal samenwerkingsverband van onderzoekers in Japan zijn ontdekt, lijken een beslissende stap in de verklaring van de asymmetrie van het universum met betrekking tot het voorkomen van materie en antimaterie.

Het standaardmodel van de deeltjesfysica beschrijft de basisbouwstenen van de materie en hun interacties. Het stelt ook, dat er bij elk deeltje een passend antideeltje moet zijn. Maar het verklaart niet, waarom er in het echte heelal bijna alleen maar materie te vinden is en waarom het heelal überhaupt nog bestaat, in plaats van meteen na de oerknal door het op elkaar botsen van de zojuist gevormde materie en antimaterie weer in energie te zijn veranderd en dus meteen weer te verdwijnen. In theorie zou er toen immers evenveel materie als antimaterie ontstaan moeten zijn.

Dit onder de naam CP (Charge Parity) bekend staande symmetrieprobleem kon weliswaar al experimenteel worden bekeken, maar nog niet in voldoende mate om het enorme overgewicht aan materie te verklaren. Het internationale samenwerkingsverband T2K (Tokai-to-Kamioka) heeft nu een experiment uitgevoerd, waarmee oscillaties van neutrino’s en antineutrino’s bekeken kunnen worden. Daartoe worden stralen van myon-neutrino’s (of myon-antineutrino's) van het J-PARC (Japan Proton Accelerator Research Complex) naar de detector Super-Kamiokande, die zich 295 km verderop in de prefectuur Gifu bevindt, gestuurd. Onderweg veranderden de deeltjes spontaan van „smaak“: van muon-neutrino’s (of muon-antineutrino’s) veranderden ze in elektron-neutrino’s (of elektron-antineutrino’s). Een verschil in de oscillatiefrequentie van de stralen die bestonden uit neutrino’s en uit antineutrino’s is een aanwijzing voor algemene verschillen tussen deeltjes en antideeltjes, die boven het standaardmodel uitgaan. Het experiment moet nog tien jaar doorgaan om meer data te verzamelen. Als de effecten sterk genoeg zijn, moet een verschil al in het jaar 2026 met een betrouwbaarheidsinterval van 99,7 % kunnen worden vastgelegd.

De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het vakblad Physical Review Letters onder de titel Combined Analysis of Neutrino and Antineutrino Oscillations at T2K.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items