Dans l'expérience T2K, les neutrinos n'interagissent pas avec un neutron isolé mais avec un ensemble de nucléons liés fortement dans les noyaux atomiques qui constituent les détecteurs (C, O, etc.). Des effets nucléaires modifient donc l'interaction prédite par les modèles. Il existe plusieurs types d'interactions possibles. La plus fréquente pour T2K voit le neutrino se transformer en lepton chargé (électron, muon, etc.) et le neutron en proton. Il existe aussi une possibilité plus rare d'émission d'une paire de protons.

Connaître précisément l'état final de l'interaction neutrino-neutron est essentiel pour reconstruire correctement l'énergie du neutrino incident. Cette dernière est cruciale pour interpréter les expériences d'oscillations (ou métamorphoses) des neutrinos au cours de leur propagation.

L'incertitude liée aux effets nucléaires atteint typiquement 5 % pour T2K. L'objectif retenu pour les prochaines expériences Dune (Deep Underground Neutrino Experiment) aux États-Unis et HyperKamiokande au Japon est de réduire cette valeur à 1-2 %.

Dans ce contexte, le groupe T2K de l'Irfu a participé à l'étude détaillée des interactions neutrinos-noyau produisant un muon et un (ou deux) proton(s). Pour la première fois, les protons ont été caractérisés en utilisant de nouvelles variables permettant de mettre en évidence les effets nucléaires recherchés.