卡比博-小林-益川矩阵

卡比博-小林-益川矩阵【卡比博-小林-益川矩阵】卡比博-小林-益川矩阵(Cabibbo-Kobayashi-Maskawa,CKM或KM matrix)是粒子物理标準模型的一个重要组成成分,它表征了顶类型和底类型夸克间通过W粒子弱相互作用的耦合强度 。对二代夸克情形,它是由义大利物理学家卡比博在1963年首先给出的,通常被称为卡比博矩阵或卡比博角 。1973年日本物理学家小林诚和益川敏英把它推广到三代夸克 。三代矩阵含有相位,可以用来解释弱相互作用中的电荷宇称对称性破缺(CP破坏),也被经常用来解释宇宙重子数不对称 。CKM矩阵在轻子中的对应是牧-中川-坂田矩阵(Maki-Nakagawa-Sakata或MNS) 。
基本介绍中文名:卡比博-小林-益川矩阵
外文名:Cabibbo-Kobayashi-Maskawa
所属:粒子物理标準模型
释义:耦合强度
简介卡比博-小林-益川矩阵(Cabibbo-Kobayashi-Maskawa,CKM或KMmatrix)是粒子物理标準模型的一个重要组成成分,它表征了顶类型和底类型夸克间通过W粒子弱相互作用的耦合强度 。对二代夸克情形,它是由义大利物理学家卡比博在1963年首先给出的,通常被称为卡比博矩阵或卡比博角 。1973年日本物理学家小林诚和益川敏英把它推广到三代夸克 。三代矩阵含有相位,可以用来解释弱相互作用中的电荷宇称对称性破缺(CP破坏),也被经常用来解释宇宙重子数不对称 。CKM矩阵在轻子中的对应是牧-中川-坂田矩阵(Maki-Nakagawa-Sakata或MNS) 。内容历史早期的粒子物理模型包涵三种夸克—上夸克、下夸克和奇异夸克 。在研究强子的弱衰变中,人们发现奇异数守恆的过程要比不守恆的过程进行得快约20倍 。为解释此现象,卡比博引入了一个下夸克和奇异夸克(这两种夸克有相同的量子数)之间的混合角θc 。上夸克与下夸克和奇异夸克的相互作用耦合分别正比于此角的余弦(cosθc)和正弦(sinθc) 。实验上sinθc约为0.23 。1973年,在一篇发表在日本期刊《理论物理学进展》上的题为“弱相互作用可重整化理论中的CP破坏”的论文中,小林诚和益川敏英把卡比博角推广到三代夸克 。他们发现虽然一般的三维幺正矩阵有九个实参数,但是只有四个具有物理意义,而其它的都可以被吸收到夸克波函式的位相中而不为观测 。四个物理参数中的一个是位相因子,它提供了CP破坏的微观机制,同时猜测了第三代夸克的存在,因此具有重大的物理意义 。他们二人也因而与南部阳一郎分享了2008年诺贝尔物理学奖 。如今,寻找CKM矩阵参数的微观物理起源是粒子物理理论研究的重大课题之一 。参数化表示CKM矩阵是一个三维幺正矩阵 。小林诚和益川敏英当初给的表示是:

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在标準参数化下,它可以由三个混合角(θ12,θ13,θ23)和一个相位(δ)表示为
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其中(uct)和(dsb)分别代表三代顶类型(上、粲、顶)和底类型(下、奇异、底)夸克,c12,s12等是cosθ12,sinθ12等的简写 。参数测量CKM矩阵元实验测定和最新数据的详细资讯,可参阅粒子数据组的网页和出版物
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沃尔芬斯坦参数:
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和雅尔斯廓格不变数:
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