Matriz Cabibbo-Kobayashi-Maskawa

En el modelo estándar de la física de partículas , la matriz Cabibbo-Kobayashi-Maskawa , matriz CKM , mezclando quark matriz o matriz KM es una matriz unitaria que contiene información sobre la fuerza de la sabor -cambiando interacción débil . Técnicamente, especifica el desajuste de los estados cuánticos de los quarks cuando se propagan libremente y cuando intervienen en las interacciones débiles . Es importante en la comprensión de la violación de CP . Esta matriz fue introducida para tres generaciones de quarks porMakoto Kobayashi y Toshihide Maskawa , agregando una generación a la matriz previamente presentada por Nicola Cabibbo . Esta matriz es también una extensión del mecanismo GIM , que solo incluye dos de las tres familias de quarks actuales.

En 1963, Nicola Cabibbo introdujo el ángulo de Cabibbo ( $θc$ ₎ para preservar la universalidad de la interacción débil . ^[1] Cabibbo se inspiró en el trabajo anterior de Murray Gell-Mann y Maurice Lévy, ^[2] sobre las corrientes débiles axiales y vectoriales extrañas y no extrañas efectivamente rotadas, a las que hace referencia. ^[3]

A la luz de los conceptos actuales (aún no se habían propuesto los quarks), el ángulo de Cabibbo está relacionado con la probabilidad relativa de que los quarks down y strange se descompongan en quarks up ( | $V$ _ud | ² y | $V$ _us | ² , respectivamente). En la jerga de la física de partículas, el objeto que se acopla al quark up a través de una interacción débil de corriente cargada es una superposición de quarks de tipo down, aquí denotados por $d'$ . ^[4] Matemáticamente esto es:

Usando los valores actualmente aceptados para | $Vud$ | _{_}y | $V$ _nosotros | (ver más abajo), el ángulo de Cabibbo se puede calcular usando

Cuando se descubrió el quark charm en 1974, se notó que el quark down y el quark extraño podían decaer en el quark up o el quark charm, dando lugar a dos conjuntos de ecuaciones:

donde los diversos | $Vij$ | $_$ ² representan la probabilidad de que el quark de sabor $j$ se desintegre en un quark de sabor $i$ . Esta matriz de rotación de 2 × 2 se denomina "matriz Cabibbo" y posteriormente se expandió a la matriz CKM de 3 × 3.

El ángulo de Cabibbo representa la rotación del espacio vectorial de estado propio de masa formado por los estados propios de masa en el espacio vectorial de estado propio débil formado por los estados propios débiles

θ

_c = 13,02°.

|d\rangle ,\,|s\rangle

|d'\rangle \,,~|\,s'\rangle ~.

Una representación pictórica de los modos de descomposición de los seis quarks, con masa que aumenta de izquierda a derecha.

Un diagrama que representa las rutas de descomposición debido a la interacción débil cargada y alguna indicación de su probabilidad. La intensidad de las líneas viene dada por los parámetros CKM