Particulele și antiparticulele au proprietăți opuse, precum sarcina electrică. De exemplu, antiparticula electronului negativ este pozitronul pozitiv. Fiecare proces fizic pe care îl cunoaștem produce cantități egale de materie și antimaterie.
Totuși, când o particulă își întâlnește antiparticula, în cele din urmă o „anihilează” în fotoni de mare energie. Ca atare, Universul n-ar trebui să conțină nici o materie sau antimaterie și să fie alcătuit doar dintr-o mare de fotoni. În schimb, conține suficientă materie pentru a crea aproximativ două trilioane de galaxii, dar din câte se observă fără antimaterie.
Un indiciu despre ceea ce s-a întâmplat cu toată antimateria provine din faptul că „afterglow-ul” Big Bang-ului (radiația cosmică de fond) conține aproximativ 10 miliarde de fotoni pentru fiecare particulă de materie din Universul de astăzi. Acest lucru înseamnă că în Big Bang au existat 10 miliarde și o particulă de materie pentru fiecare 10 miliarde de antimaterii, iar după anihilare au existat 10 miliarde de fotoni pentru fiecare particulă de materie.
Fizicienii caută de mult timp o asimetrie subtilă în legile fizicii care ar putea explica acest exces de materie față de antimateria din Big Bang. Aceștia cred că ar putea să o găsească în comportamentul neutrinilor.
Neutrinii sunt particule subatomice care rareori interacționează cu materia. (Ridicați degetul mare; aproximativ 100 de miliarde de neutrini, generați de reacțiile nucleare din Soare, trec prin unghia degetului dumneavoastră în fiecare secundă.) Neutrinii sunt de trei tipuri și fiecare neutrin se schimbă continuu de la un electron-neutrin la un miu-neutrino la un tau-neutrin și înapoi din nou.
Din 2016, fizicienii de la experimentul T2K din Japonia încearcă să arate că neutrinii se comportă diferit față de antineutrini. Pentru a face acest lucru, aceștia generează fascicule de miu-neutrini și miu-antineutrini la o instalație din Tokai, pe care le trimit la detectorul subteran gigant Super-Kamiokande, la 295 km distanță.
Până în prezent, au detectat mai mulți electroni-neutrini și mai puțini electroni-antineutrini decât se așteptau, sugerând că neutrinii se comportă diferit față de antineutrini. Este un efect mic care trebuie confirmat, dar ar putea asigura mecanismul pentru crearea unui Univers dominat de materie.
Neutrinii au o masă prea mică pentru a face o mare diferență în Univers. Cu toate acestea, se rotesc doar în sensul acelor de ceasornic în jurul direcției lor de zbor, iar fizicienii cercetează dacă neutrinii și antineutrinii au avut parteneri foarte grei cu spin opus în Big Bang.
Aceste particule ultra grele s-ar fi putut forma doar în condițiile de energie înaltă ale Big Bang-ului și s-ar fi dezintegrat rapid în particulele pe care le vedem astăzi. Astfel, acestea ar fi putut să-și imprime asimetria asupra cosmosului, producând cele 10 miliarde și una de particule de materie pentru fiecare 10 miliarde de antimaterii necesare pentru a explica de ce trăim într-un Univers exclusiv al materiei.
