Матрица Кабиббо – Кобаяши – Маскавы

В Стандартной модели физики элементарных частиц матрица Кабиббо-Кобаяси-Маскавы , матрица CKM, матрица смешивания кварков или матрица KM представляет собой унитарную матрицу , которая содержит информацию о силе слабого взаимодействия , изменяющего аромат . Технически это определяет несоответствие квантовых состояний кварков , когда они свободно распространяются и когда они участвуют в слабых взаимодействиях . Это важно для понимания СР-нарушения . Эта матрица была введена для трех поколений кварков Макото Кобаяши и Тосихидэ Маскава добавили одно поколение к матрице, ранее представленной Николой Кабиббо . Эта матрица также является расширением механизма GIM , который включает только два из трех нынешних семейств кварков.

В 1963 году Никола Кабиббо _ввел угол Кабиббо ( $θc$ ), чтобы сохранить универсальность слабого взаимодействия . ^[1] Кабиббо был вдохновлен предыдущей работой Мюррея Гелл-Манна и Мориса Леви ^[2] о эффективно вращающихся нестранных и странных векторных и осевых слабых течениях, на которые он ссылается. ^[3]

В свете современных представлений (кварки еще не были предложены) угол Кабиббо связан с относительной вероятностью того, что нижние и странные кварки распадаются на верхние кварки ( | $V$ _ud | ² и | $V$ _us | ² соответственно). На жаргоне физики элементарных частиц объект, который соединяется с верхним кварком посредством слабого взаимодействия с заряженным током, представляет собой суперпозицию кварков нижнего типа, обозначенных здесь как $d'$ . ^[4] Математически это:

Используя принятые в настоящее время значения для | $В$ _уд | и | $В$ _нас | (см. ниже), угол Кабиббо можно рассчитать, используя

Когда в 1974 году был открыт очарованный кварк, было замечено, что нижний и странный кварк могут распадаться либо на верхний, либо на очарованный кварк, что приводит к двум системам уравнений:

где различные | $В и$ | ² представляют вероятность того, что кварк аромата $j$ распадается на кварк аромата $i$ . Эта матрица вращения 2 × 2 называется «матрицей Кабиббо» и впоследствии была расширена до матрицы CKM 3 × 3.

Угол Кабиббо представляет собой поворот векторного пространства собственных состояний массы, образованного собственными состояниями массы, в векторное пространство слабых собственных состояний, образованное слабыми собственными состояниями

θ

_c = 13,02 ° .

{\ Displaystyle | д \ rangle, \, | s \ rangle}

{\ Displaystyle | d '\ rangle \ ,, ~ | \, s' \ rangle ~.}

Графическое изображение шести режимов распада кварков с увеличением массы слева направо.

Диаграмма, изображающая пути распада из-за заряженного слабого взаимодействия и некоторые указания на их вероятность. Интенсивность линий определяется параметрами СКМ.