A részecskefizika alapelvei szerint minden anyagi részecskének van egy antianyag párja, amely pontosan ugyanolyan, csak a töltése ellentétes. Amikor a részecskék találkoznak az antirészecskékkel, mindkettő megsemmisül, és csak a felszabaduló energia marad utánuk. A ma elfogadott elméletek szerint az ősrobbanás pillanatában ugyanannyi anyag és antianyag létezett, ezért ki kellett volna, hogy oltsák egymást.

De ha ez történt volna, az univerzum ma kizárólag energiából állna – ami nyilván nem így van, hiszen itt vagyunk teljes anyagi valónkban. Azt viszont a mai napig nem tudjuk, hogyan úszta meg az az anyag, amelyből aztán a csillagok, a bolygók és az emberek is kialakultak. Ennek a megértéséhez vihet közelebb egy új kutatás eredménye – írja a New Scientist.

Azt az elvet, hogy a részecskék és az antirészecskék az elektromos töltést leszámítva azonosak, CP-szimmetriának nevezzük. Az a tény azonban, hogy az anyag egy része mégis túlélhette a találkozást, arra utal, hogy mégis lennie kell valamilyen további különbségnek, amely megbontja ezt a szimmetriát. Ezt hívják CP-sértésnek.

Bizonyos részecsketípusok, a kvarkok esetében már sikerült ilyen CP-sértést azonosítani, de ez közel sem elég az anyag és az antianyag között tapasztalható egyenlőtlenség létrejöttéhez. A Japánban működő T2K (Tokai to Kamioka) nevű kísérlet azonban most először talált ilyen aszimmetriára utaló jelet egy másik részecske, a neutrínók esetében, ami már magyarázhatja, hogy miért az anyag vált dominánssá az univerzumban.

A neutrínóknak három alaptípusa (angolul "flavour"-je, azaz íze) van: elektron-neutrínó, müon-neutrínó, tau-neutrínó. Ahogy a neutrínók a térben utaznak, váltakoznak a különféle típusok között, azaz oszcillálnak. A T2K ezeket az oszcillációkat figyeli azzal, hogy 295 kilométer hosszan neutrínókat vagy antineutrínókat lövöldöznek a földben, és megmérik, hogy mely alaptípusok vannak jelen az útjuk elején, illetve végén.

Federico Sanchez és társai 2009 és 2018 között figyelték müonok és antirészecske-párjait, pontosabban az oszcillációjukban mutatkozó esetleges különbségeket – és 95 százalékos biztonsággal kizárták a CP-szimmetriát, azaz szinte biztosan CP-sértést azonosítottak. Csak szinte, mert a részecskefizikában 99,99994 százalékos bizonyosságnál szokás biztos felfedezésről beszélni.

A kutatók adatai szerint mindenesetre az a legvalószínűbb, hogy a neutrínók a lehetséges maximális mértékben megsértik a CP-szimmetriát. Azonban még ha ez teljes bizonyosságot is fog nyerni, az sem biztos, hogy teljes egészében magyarázni tudja majd az anyag és az antianyag közti aránytalanságot. Ezt az épp folyó japán T2HK vagy az amerikai DUNE kísérlet segíthet majd tisztázni. A mostani eredmények mindenesetre fontos első lépések a magyarázat megtalálásában.