Dalam kolaborasi landmark, peneliti dari eksperimen T2K di Jepang dan NOvA di Amerika Serikat telah menggabungkan data mereka untuk studi paling presisi tentang osilasi neutrino. Analisis bersama ini, yang diterbitkan di Nature, memajukan pemahaman mengapa materi mengalahkan antimateri di alam semesta awal. Upaya ini menyoroti kekuatan kerja tim internasional dalam menyelidiki misteri kosmik.
Para fisikawan telah lama membingungkan ketidaksimetrisan alam semesta: alam semesta awal seharusnya memiliki jumlah materi dan antimateri yang sama, yang akan saling menghancurkan, meninggalkan apa-apa. Namun, materi bertahan, membentuk bintang, planet, dan kehidupan. Neutrino, partikel yang sulit ditangkap yang jarang berinteraksi dengan materi, mungkin memegang kunci melalui osilasinya—berubah rasa saat bepergian—dan potensi pelanggaran simetri muatan-paritas (CP).
Untuk pertama kalinya, kolaborasi T2K dan NOvA menggabungkan delapan tahun data NOvA dengan satu dekade hasil T2K, memulai analisis bersama mereka pada 2019. T2K, yang melibatkan lebih dari 560 anggota dari 75 institusi di 15 negara, mengirim sinar neutrino dari Jepang sejauh 295 kilometer ke detektor. NOvA, dengan lebih dari 250 ilmuwan dari 49 institusi di delapan negara, memancarkan partikel dari Fermilab di AS ke detektor di Minnesota, 810 kilometer jauhnya. Pengaturan garis dasar panjang ini saling melengkapi, menghasilkan presisi tak tertandingi dalam mengukur osilasi.
"Ini adalah kemenangan besar bagi bidang kami," kata Kendall Mahn, profesor Universitas Negeri Michigan dan juru bicara bersama T2K. "Ini menunjukkan bahwa kita bisa melakukan tes ini, kita bisa melihat neutrino lebih detail dan kita bisa berhasil bekerja sama."
Studi ini berfokus pada pengurutan massa neutrino: apakah mengikuti hierarki normal (dua ringan, satu berat) atau terbalik (dua berat, satu ringan). Pelanggaran CP bisa menjelaskan dominasi materi, tapi hasil tetap tidak konklusif, tidak mendukung pengurutan mana pun secara tegas. "Neutrino tidak dipahami dengan baik," catat Joseph Walsh, rekan postdoctoral MSU. "Massa mereka yang sangat kecil berarti mereka tidak sering berinteraksi. Ratusan triliun neutrino dari matahari melewati tubuh Anda setiap detik, tapi hampir semuanya akan lolos langsung."
"Dengan membuat analisis bersama, Anda bisa mendapatkan pengukuran yang lebih presisi daripada yang bisa dihasilkan setiap eksperimen sendirian," tambah kolaborator NOvA Liudmila Kolupaeva.
Meskipun tidak menyelesaikan misteri, temuan tersebut, yang dirinci di Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09599-3), memperkuat penyelidikan masa depan tentang peran neutrino dalam evolusi alam semesta. Seperti yang dinyatakan oleh kolaborator T2K Tomáš Nosek, "Hasil ini adalah hasil dari kerjasama dan pemahaman timbal balik dua kolaborasi unik."