कण भौतिकी का मानक मॉडल यह बताने का प्रमुख माध्यम रहा है कि पदार्थ के बुनियादी निर्माण खंड क्या हैं और वे दशकों तक कैसे बातचीत करते हैं। पहली बार 1970 के दशक में प्रस्तावित, मॉडल का दावा है कि बनाए गए प्रत्येक कण के लिए, एक विरोधी कण है। इस प्रकार, इस मॉडल द्वारा उत्पन्न एक स्थायी रहस्य यह है कि क्यों ब्रह्मांड अस्तित्व में हो सकता है अगर यह सैद्धांतिक रूप से पदार्थ और एंटीमैटर के बराबर भागों से बना है।
यह असमानता प्रतीत होती है, जिसे प्रभारी-समता (सीपी) उल्लंघन के रूप में जाना जाता है, कई वर्षों तक प्रयोगों का विषय रहा है। लेकिन अभी तक, इस उल्लंघन के लिए कोई निश्चित प्रदर्शन नहीं किया गया है, या इसके समकक्ष में ब्रह्मांड में कितना मामला हो सकता है। लेकिन अंतर्राष्ट्रीय टोकई-से-कामीओका (टी 2 के) सहयोग द्वारा जारी किए गए नए निष्कर्षों के लिए धन्यवाद, हम यह समझने के लिए एक कदम करीब हो सकते हैं कि यह असमानता क्यों मौजूद है।
पहली बार 1964 में देखा गया, सीपी उल्लंघन का प्रस्ताव है कि कुछ शर्तों के तहत, आरोप-समरूपता और समता-समरूपता (उर्फ। सीपी-समरूपता) के कानून लागू नहीं होते हैं। इन कानूनों में कहा गया है कि एक कण को नियंत्रित करने वाली भौतिकी समान होनी चाहिए यदि इसे अपने एंटीपार्टिकल के साथ इंटरचेंज किया गया था, जबकि इसके स्थानिक निर्देशांक उल्टे होंगे। इस अवलोकन से, सबसे महान ब्रह्माण्ड संबंधी रहस्यों में से एक का उदय हुआ।
यदि पदार्थ और एंटीमैटर को नियंत्रित करने वाले कानून समान हैं, तो ऐसा क्यों है कि यूनिवर्स इतने मामले पर हावी है? वैकल्पिक रूप से, यदि पदार्थ और एंटीमैटर मौलिक रूप से भिन्न हैं, तो यह हमारी समरूपता की धारणाओं के साथ कैसे मेल खाता है? इन सवालों का जवाब देना न केवल महत्वपूर्ण है, क्योंकि हमारे प्रमुख ब्रह्माण्ड संबंधी सिद्धांत चलते हैं, वे यह समझने के लिए भी आंतरिक हैं कि कैसे कमजोर इंटरैक्शन कण काम करते हैं।
2011 के जून में स्थापित, अंतरराष्ट्रीय T2K सहयोग न्यूट्रिनो और एंटी-न्यूट्रिनो दोलनों का अध्ययन करके इस रहस्य का जवाब देने के लिए समर्पित दुनिया में पहला प्रयोग है। प्रयोग जापान प्रोटॉन एक्सलेरेटर रिसर्च कॉम्प्लेक्स (J-PARC) में उत्पन्न होने वाले म्यून न्यूट्रिनो (या म्यूऑन एंटी-न्यूट्रिनो) के उच्च-तीव्रता वाले बीम से शुरू होता है, जो तब 295 किमी दूर सुपर-कैमीओकंडे डिटेक्टर की ओर निकाल दिया जाता है।
यह डिटेक्टर वर्तमान में दुनिया के सबसे बड़े और सबसे परिष्कृत में से एक है, जो सौर और वायुमंडलीय न्यूट्रिनो का पता लगाने और अध्ययन के लिए समर्पित है। जैसे ही न्यूट्रिनोस दो सुविधाओं के बीच यात्रा करते हैं, वे "स्वाद" बदलते हैं - म्यू न्यूट्रिनो या एंटी-न्यूट्रिनो से इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो या एंटी-न्यूट्रिनो। इन न्यूट्रिनो और एंटी-न्यूट्रिनो बीम की निगरानी में, प्रयोग दोलन की विभिन्न दरों के लिए देखता है।
दोलन में यह अंतर दिखाएगा कि कणों और एंटीपार्टिकल्स के बीच असंतुलन है, और इस तरह पहली बार सीपी उल्लंघन का पहला निश्चित सबूत प्रदान करता है। यह यह भी संकेत देगा कि मानक मॉडल से परे भौतिकी हैं जिन्हें वैज्ञानिकों ने जांच करना बाकी है। पिछले अप्रैल में, T2K द्वारा निर्मित पहला डेटा सेट जारी किया गया था, जिसने कुछ बताने वाले परिणाम प्रदान किए।
मार्क Hartz के रूप में, एक T2K सहयोगी और केवली IPMU प्रोजेक्ट असिस्टेंट प्रोफेसर, ने हाल ही में एक प्रेस विज्ञप्ति में कहा:
"जबकि डेटा सेट अभी भी एक निर्णायक वक्तव्य बनाने के लिए बहुत छोटे हैं, हमने बड़े सीपी उल्लंघन के लिए एक कमजोर वरीयता देखी है और हम डेटा एकत्र करना जारी रखने और सीपी उल्लंघन के लिए अधिक संवेदनशील खोज करने के लिए उत्साहित हैं।"
ये परिणाम, जिन्हें हाल ही में प्रकाशित किया गया था शारीरिक समीक्षा पत्र, जनवरी 2010 से मई 2016 के बीच सभी डेटा रन शामिल हैं। कुल मिलाकर, इस डेटा में 7.482 x 10 शामिल थे20 प्रोटॉन (न्यूट्रिनो मोड में), जिसमें 32 इलेक्ट्रॉन न्यूट्रिनो और 135 म्यूऑन न्यूट्रिनो इवेंट और 7.901 × 10 की उपज होती है20 प्रोटॉन (एंटीन्यूट्रिनो मोड में), जिसमें 4 इलेक्ट्रॉन एंटी-न्यूट्रिनो और 66 म्यूऑन न्यूट्रिनो इवेंट मिले।
दूसरे शब्दों में, डेटा के पहले बैच ने सीपी उल्लंघन के लिए कुछ सबूत प्रदान किए हैं, और 90% के विश्वास अंतराल के साथ। लेकिन यह केवल शुरुआत है, और प्रयोग को लपेटने से पहले एक और दस साल तक चलने की उम्मीद है। "अगर हम भाग्यशाली हैं और सीपी उल्लंघन का प्रभाव बड़ा है, तो हम 2026 तक सीपी उल्लंघन के लिए 3 सिग्मा सबूत या लगभग 99.7% आत्मविश्वास के स्तर की उम्मीद कर सकते हैं," हर्ट्ज ने कहा।
यदि प्रयोग सफल साबित होता है, तो भौतिक विज्ञानी अंततः यह उत्तर देने में सक्षम हो सकते हैं कि यह कैसे होता है कि प्रारंभिक ब्रह्मांड का सत्यानाश नहीं हुआ था। यह यूनिवर्स के उन पहलुओं को प्रकट करने में भी मदद करता है जो कण भौतिकविदों को प्राप्त करने के लिए उत्सुक हैं! यहां इसके लिए कि ब्रह्मांड के सबसे गहरे रहस्यों के जवाब, जैसे कि इसके सभी मौलिक बल एक साथ कैसे फिट होते हैं, पाए जाने की संभावना है।
