 В настоящее время твердо установлено, что существует новый тип трансформации среди нейтрино - неуловимых элементарных частиц, которые так важны для понимания строения и эволюции Вселенной.
Долгое время учёные могли лишь предполагать, куда исчезают и откуда вдруг появляются нейтрино разного типа (электронное, мюонное и таонное). Во всём обвиняли так называемые осцилляции нейтрино (neutrino oscillation), но никто ранее не мог зарегистрировать их напрямую.
Картина мира непостижимого нейтрино становится четкой: 19 июля 2013 г. на встрече Европейского физического общества в Стокгольме, международное сотрудничество Т2К объявила окончательные наблюдения преобразования мюонных нейтрино в электронные. В 2011 году физики из Центра фундаментальной физики Альберта Эйнштейна в Бернском университете объявили о наблюдении первых признаков этого процесса. Теперь это преобразование подтвердилось.
Эксперименты исследовательской группы T2K проводятся на территории Японии. Из расположенного в городе Токай на восточном побережье страны протонного ускорителя мюонные нейтрино направляются в особый детектор "Супер Камиоканде" /Super-K/, который находится в 300 км к западу от самого ускорителя.
«Т2К» расшифровывается как «Токай в Камиоканде".
Суть открытия состоит в том, что группе специалистов Т2К удалось на практике доказать существование феномена "нейтринной осцилляции" - изменчивости нейтрино. Всего известно три вида частиц нейтрино - мюонный, тау и электронный. До этого считалось, что один сорт нейтрино не может превращаться в другой. Нейтрино имеют нулевую массу, и поэтому не должны преобразовываться из одного вида в другой, согласно Стандартной модели. Однако, результаты эксперимента исследовательской группы Т2К продемонстрировали наличие изменчивости этих частиц, что дает специалистам основания полагать, что Стандартная модель является незавершенной и требует расширения.
Для того чтобы выполнить такие измерения, нужно изучать свойства нейтринного пучка - энергию нейтрино, количество электронных нейтрино до преобразования и ряд дополнительных параметров. Детектор комплекса в Токай был построен, чтобы получить эту информацию.
«Наблюдения нейтринных осцилляций является важной вехой в полном понимании физики частиц и космологии на раннем этапе Вселенной», говорит Антонио Эредитато, руководитель группы. Одной из самых интригующих загадок, пока не решенных наукой, является тот факт, что после Большого Взрыва осталось больше материи, чем антиматерии. Такая асимметрия наблюдалась для кварков, однако, этого эффекта не достаточно для решения головоломки.
Нейтринные осцилляции, наблюдаемые T2K, являются еще одним шагом на пути к пониманию фундаментальной асимметрии между материей и антиматерией. Дальнейшие измерения осцилляций могут дать дополнительную информацию для понимания того, как образовалась Вселенная.
Идея нейтринных осцилляций была впервые выдвинута советско-итальянским физиком Б. М. Понтекорво в 1957 году.
Нейтринные осцилляции — превращения нейтрино (электронного, мюонного или таонного) в нейтрино другого сорта (поколения), или же в антинейтрино. Теория предсказывает наличие закона периодического изменения вероятности обнаружения частицы определённого сорта в зависимости от прошедшего с момента создания частицы собственного времени.
Нейтринные осцилляции в веществе обусловлены наличием у нейтрино эффективной массы ( динамическая масса, которая появляется при движении частицы) в среде, ненулевой независимо от наличия у нейтрино массы. Такие осцилляции резко усиливаются при движении пучка нейтрино в веществе с плавно меняющейся плотностью в момент, когда эффективные массы двух типов нейтрино становятся близки друг к другу (для этого необходимо также, чтобы разные типы нейтрино по-разному взаимодействовали с веществом, то есть чтобы эффективные потенциалы нейтрино в среде зависели от плотности среды по-разному). Этот эффект называется эффектом Михеева — Смирнова — Вольфенштейна и считается основной причиной экспериментально обнаруженного недостатка электронных нейтрино в потоке нейтрино от Солнца.
| 
