ΒΡΥΩΝΗΣ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΥΣ Α.Ε.Μ : Θεωρία Cabibbo CKM Matrix (Πίνακας) «εργασία στα πλαίσια του µαθήµατος ΦΥΣΙΚΗ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΩΝ ΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ ΙΙ»

Σχετικά έγγραφα
Θεωρία Cabibbo - CKM Πίνακας

Λ p + π + + Όλα τα κουάρκ και όλα τα λεπτόνια έχουν ασθενείς αλληλεπιδράσεις Τα νετρίνα έχουν ΜΟΝΟ ασθενείς αλληλεπιδράσεις

Ο CKM Πίνακας και Παραβίαση της CP Συµµετρίας. Σ. Ε. Τζαµαρίας Στοιχειώδη Σωµάτια 1

Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων (5ου εξαμήνου, χειμερινό ) Τμήμα T2: Κ. Κορδάς & Δ. Σαμψωνίδης


Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 21η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα Τ3: Χ. Πετρίδου

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 21η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ ΙΙ

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Μάθημα 9o' 12/5/2014


Εισαγωγή στην Πυρηνική Φυσική και τα Στοιχειώδη Σωµάτια

Ο Maxwell ενοποίησε τις Ηλεκτρικές με τις Μαγνητικές δυνάμεις στον

Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων (5ου εξαμήνου, χειμερινό ) Τμήμα T2: Κ. Κορδάς & Δ. Σαμψωνίδης

Διάλεξη 17: Το μοντέλο των κουάρκ

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 10η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ Ι

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Ασκήσεις Στοιχειωδών Σωματιδίων

ΚΕΝΤΡΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΧΗΜΕΙΑΣ Ε ΟΥΑΡ ΟΥ ΛΑΓΑΝΑ Ph.D. Λεωφ. Κηφισίας 56, Αµπελόκηποι, Αθήνα Τηλ.: ,

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 3η Πετρίδου Χαρά

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 2η Πετρίδου Χαρά

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 10/05/16

Το Μποζόνιο Higgs. Το σωματίδιο Higgs σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο

Στοιχειώδη Σωματίδια II. Διάλεξη 11η Πετρίδου Χαρά

Μάθημα 7 Διαγράμματα Feynman

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων Ε: Από τί αποτελείται η ύλη σε θεμελειώδες επίπεδο;

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 24η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Ομοτιμία Parity Parity

Το Καθιερωμένο Πρότυπο. (Standard Model)

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Δομή του Πρωτονίου με νετρίνο. Εισαγωγή στη ΦΣΣ - Γ. Τσιπολίτης

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 11η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Το Ισοτοπικό σπιν Μαθηµα 5ο 30/3/2017

ΛΕΠΤΟΝΙΑ ΗΜ ΚΑΙ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ FEYNMAN ΔΙΑΣΠΑΣΗ ΜΙΟΝΙΟΥ

Και τα τρία σωμάτια έχουν σπιν μονάδα.

Φερμιόνια & Μποζόνια

ΖΑΝΝΕΙΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΠΕΙΡΑΙΑ Η ΕΠΙΣΚΕΨΗ ΣΤΟ CERN

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 23η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ. Ισχυρές Αλληλεπιδράσεις Γκλουόνια και Χρώμα Κβαντική Χρωμοδυναμική Ασυμπτωτική Ελευθερία

Διάλεξη 18: Καθιερωμένο πρότυπο (1978-?)

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

β διάσπαση II Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 7: Οπτικό θεώρημα, συντονισμοί, παραγωγή σωματιδίων σε υψηλές ενέργειες

ΕΝΕΡΓΟΣ ΔΙΑΤΟΜΗ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟΥ W

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 10: Διαγράμματα Feynman. Λέκτορας Κώστας Κορδάς

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Ασκήσεις Στοιχειωδών Σωματιδίων

Διάλεξη 16: Παράδοξα σωματίδια και οκταπλός δρόμος

n proton = 10N A 18cm 3 (2) cm 2 3 m (3) (β) Η χρονική απόσταση δύο τέτοιων γεγονότων θα είναι 3m msec (4)

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. 5 ο Εξάμηνο Δεκέμβριος 2009

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Ασκήσεις Στοιχειωδών Σωματιδίων. 5 ο Εξάμηνο. Δ. Σαμψωνίδης Κ. Κορδάς Χ. Πετρίδου 20 Ιανουαρίου 2017

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 11/05/15

Το Ισοτοπικό σπιν Μαθηµα 5ο 27/3/2014

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 18/04/16

β διάσπαση II Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Two boson production on Fermilab and LHC. Σκορδά Ελένη Α.Ε.Μ Εξάμηνο 8o

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΙΣΤΙΚΗΣ ΥΝΑΜΙΚΗΣ Έλλειµµα µάζας και ενέργεια σύνδεσης του πυρήνα του ατόµου A

Το Ισοτοπικό σπιν. και εγαρµογές του στην Πυρηνική Φυσική και τη Φυσική Στοιχειωδών Σωµατιδίων. Κώστας Κορδάς. LHEP, University of Bern

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ. Ομοτιμία Κβαντικοί Αριθμοί Συμμετρίες και Νόμοι Διατήρησης

Νουκλεόνια και ισχυρή αλληλεπίδραση

ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΙΙ. ΜΑΘΗΜΑ 4ο


ΦΥΣΙΚΗ ΙΑΛΕΞΗ 4: Ο ΑΤΟΜΙΚΟΣ ΠΥΡΗΝΑΣ. ιδάσκων Ευθύµιος Τάγαρης Φυσικός, ρ Περιβαλλοντικών Επιστηµών. ρ Ευθύµιος Α. Τάγαρης

To CERN (Ευρωπαϊκός Οργανισµός Πυρηνικών Ερευνών) είναι το µεγαλύτερο σε έκταση (πειραµατικό) κέντρο πυρηνικών ερευνών και ειδικότερα επί της σωµατιδι

Yukawa: στην προσπάθεια να εξηγήσει τις δυνάμεις μεταξύ n-p στον πυρήνα

Στοιχειώδη σωμάτια. Τα σωμάτια ύλης

Q2-1. Πού βρίσκεται το νετρίνο; (10 μονάδες) Theory. Μέρος A. Η Φυσική του Ανιχνευτή ATLAS (4.0 μονάδες) Greek (Greece)

Περιεχόμενα. Εισαγωγή στη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων...9 Πρόλογος δεύτερης έκδοσης...11 Πρόλογος πρώτης έκδοσης...15

Φυσική ΙΙ (Ηλεκτρομαγνητισμός Οπτική)

ΕΣΧΑΤΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ ΤΗΣ ΥΛΗΣ

s (spin) -s s αξονικό διάνυσμα r p

Παραβίαση της συμμετρίας CP

Αναζητώντας παράξενα σωματίδια στο A LargeIonColliderExperimnent. MasterClasses : Μαθήματα στοιχειωδών σωματιδίων

Χρήστος Α. Ελευθεριάδης. ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Βασικές αρχές και Πυρηνοσύνθεση

ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ CERN. Επιστημονική ομάδα ΒΑΣΙΛΗΣ ΣΙΔΕΡΗΣ &ΝΙΚΟΣ ΚΑΛΑΦΑΤΗΣ. 3ο Λύκειο Γαλατσίου

Νετρίνα υπερ-υψηλών ενεργειών UHE

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Χ. Πετρίδου. Μάθημα 4: Σκέδαση αδρονίων και O Xρυσός Kανόνας του Fermi

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 1

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Ασκήσεις Στοιχειωδών Σωματιδίων

Το μποζόνιο Higgs (Σωματίδιο του Θεού) και ο ρόλος του Μεγάλου Αδρονικού Επιταχυντή στην Ανακάλυψη του Ομάδα Μαθητών:

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. 5 ο Εξάμηνο Δεκέμβριος 2009

β - διάσπαση Δήμος Σαμψωνίδης ( ) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Andre-Marie Ampère Γάλλος φυσικός Ανακάλυψε τον ηλεκτροµαγνητισµό. Ασχολήθηκε και µε τα µαθηµατικά.

Σημαντικό: Σε περίπτωση προβλήματος επικοινωνήστε με το διδάσκοντα

Ανάλυση δεδοµένων του πειράµατος DELPHI Μέτρηση των ποσοστών διάσπασης του µποζονίου Ζ

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 6

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 20η Πετρίδου Χαρά. Τμήμα G3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου

Στοιχειώδη Σωματίδια II. Διάλεξη 7η Πετρίδου Χαρά

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου)

Πειραµατική Θεµελείωση της Φυσικής

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 7, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων. Οι Μετασχηματισμοί του Lorentz και η Διαστολή του Χρόνου

Κεφάλαιο 3 ο : Αναπαράσταση θέσης

Σύγχρονη Φυσική : Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 19/04/16

CP VIOLATION in b system ΜΑΑΝΤΗΣ ΑΛΕΞΑΝΔΟΣ --ΣΑΒΒΙΔΗΣ ΓΙΩΓΟΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ. Παπανικόλας) & Ε. Στυλιάρης ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ,, Ιδιότητες των Σωματίων Ισοτοπικό Σπιν

Transcript:

ΒΡΥΩΝΗΣ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΥΣ Α.Ε.Μ :1781 Θεωρία Cabibbo CKM Matrix (Πίνακας) «εργασία στα πλαίσια του µαθήµατος ΦΥΣΙΚΗ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΩΝ ΣΩΜΑΤΙ ΙΩΝ ΙΙ» Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης Μάιος 011

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Θεωρία Cabibbo για τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις Γωνία µίξης (γωνία Cabibbo,θ) Ουδέτερα ρεύµατα στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις (αναφορικά) Πρότυπο GIM Πίνακας Cabibbo CKM Μηχανισµός CKM Πίνακας Παραδείγµατα

3 Θεωρία Cabibbo για τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις Η θεωρεία του Cabibbo προήλθε από την ανάγκη να εξηγηθεί ένα πειραµατικό αποτέλεσµα: Πειραµατικά είχε βρεθεί ότι ο χρόνος ζωής για S=1 είναι ~0 φορές µεγαλύτερος από το χρόνο ζωής για S=0. Αυτό σηµαίνει ότι οι αντιδράσεις S=1 έχουν ρυθµό ~0 φορές µικρότερο Niola Cabibbo(1935-010) Niola Cabibbo : Ιταλός φυσικός, γνωστός για το έργο του για την ασθενή αλληλεπίδραση. Ήταν επίσης ο πρόεδρος του Ιταλικού Εθνικού Ινστιτούτου Πυρηνικής Φυσικής 1983-199, και από το 1993 υπήρξε πρόεδρος της Παπικής Ακαδηµίας Επιστηµών.

4 Θεωρία Cabibbo Εξήγηση φαινοµένου : Προτείνοντας την γωνία µίξης/cabibbo γωνία ανάµιξης, µεταξύ d και s κουάρκ. Το 1963 ο Cabibbo πρότεινε ότι τα d και s κουάρκ που λαµβάνουν µέρος στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις αναµειγνύονται και µάλιστα έχουν µια στροφή κατά µια γωνία ανάµειξης θ = γωνία Cabibbo δηλαδή το κουαρκ που αλληλεπιδρά µε το u µέσω ασθενών αλληλεπιδράσεων δεν είναι µόνο το s ή µόνο το d αλλά ένας γραµµικός συνδυασµός των δύο d = dosθ + ssinθ

5 Γωνία Cabibbo, θ Σχέσεις: d = osθ d + sinθ s s = sinθ d + osθ s Προκύπτει ότι στη θεωρία Cabibbo οι καταστάσεις d-s που συµµετέχουν στις ασθενείς δυνάµεις, έχουν <<περιστραφεί>> κατά µια γωνία µίξης θ γωνία Cabibbo αντιπροσωπεύει την περιστροφή του διανύσµατος της ιδιοκατάστασης των ισχυρών αλληλεπιδράσεων d, s στο χώρο κατά την ασθενή αλληλεπίδραση, d s διάνυσµα ιδιοκατάστασης των ασθενών αλληλεπιδράσεων στο χώρο

6 Ασθενή ζεύγη Σε αναλόγια µε τις δυάδες των λεπτονίων τα u,d,s κουαρκ οργανώνονται σε δυάδα µ e, v µ v e u u = d dosθ + ssinθ Οι µετασχηµατισµοί των κουάρκ κατά τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις µπορούν να πάρουν και τη µορφή : V ij d = V d + V s ud Oι όροι αντιπροσωπεύουν την πιθανότητα ένα κουάρκ µε γεύση j να µετασχηµατιστεί σε ένα άλλο κουάρκ µε γεύση i κατά την ασθενή αλληλεπίδραση. us

7 Υπολογισµός γωνίας Cabibbo Συγκρίνοντας τους ρυθµούς για διάφορες S=0 και S=1 διαδικασίες ιάσπαση νετρονίου S = 0 Για τις S = 0 διασπάσεις η σταθερά σύζευξης (έχουµε µόνο u και d κουαρκ) G os θ Για τις S = 1 διασπάσεις η σταθερά σύζευξης (έχουµε µόνο u και s κουαρκ) G sin θ

8 Υπολογισµός γωνίας Cabibbo Από τις διάφορες διαδικασίες ηµιλεπτονικών διασπάσεων των αδρονίων µπορούµε να εκτιµήσουµε την τιµή του θ µέσω των σχέσεων: Αν συγκρίνουµε λοιπόν τους ρυθµούς βρίσκουµε θ ~ 0,3 rad (~13 ο ) Γ Γ ( s= 0) ( s= 1) S = G = G = G 0, n os S = G = G 1, K µ sin os θ 0,95 sin θ 0,05 π µ = = = θ 19 θ παράγοντας ~0

9 Θεωρία Cabibbo Η θεωρία του Cabibbo αναπτύχθηκε όταν ήταν γνωστές µόνο τρείς γεύσεις κουάρκ (u-d-s). Αν επρόκειτο για µια σωστή θεώρηση για την ύπαρξη µόνο τριών κουάρκ (u-d-s), έπρεπε να ισχύει, V ud V + us = 1 Αλλά αντί αυτού V ud V + us < 1 υπάρχει και άλλο κουάρκ Εποµένως Ο όρος που λείπει είναι η πιθανότητα ύπαρξης και άλλου κουαρκ u d u s ~os ~sin θ θ

10 Ουδέτερα ρεύµατα στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις Στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις µεσολαβούν τα βαριά µποζόνια W+, W- και Ζο. Ανταλλαγή W+ και W- µεταβολή φορτίων λεπτονίου ή αδρονίου της αντίδρασης αντίδραση «φορτισµένου ρεύµατος» Ανταλλαγή Ζο δεν µεταβάλλεται το φορτίο αντίδραση «ουδέτερου ρεύµατος» Το 1973 στο CERN για πρώτη φορά παρατηρήθηκαν τα πρώτα γεγονότα που είχαν ασθενή ουδέτερα ρεύµατα (αλληλεπιδράσεις του) ν µ χωρίς φορτισµένο λεπτόνιο στην τελική κατάσταση Μορφή γεγονότων ουδέτερων ρευµάτων Μορφή γεγονότων φορτισµένων ρευµάτων vµ N vµ X vµ N vµ X v N µ v N µ + µ X µ X

11 Παραδείγµατα ουδέτερων και φορτισµένων ρευµάτων Φορτισµένα ρεύµατα Ουδέτερα ρεύµατα

1 Απουσία Ουδέτερων Ρευµάτων µε S=1 και Το πρότυπο GIM Όλα τα φαινόµενα ουδέτερων ρευµάτων που είχαν παρατηρηθεί χαρακτηρίζονταν από τον κανόνα S=0 ( δηλ. δεν παρατηρούταν µεταβολή στην παραδοξότητα S) Γι αυτό το λόγο οι πρώτες θεωρίες για τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις που περιλάµβαναν ουδέτερα ρεύµατα, δεν ήταν γενικά αποδεκτές. παράδειγµα + + K π vv < 10 + 0 + K π µ v µ 5

13 Απουσία Ουδέτερων Ρευµάτων µε S=1 και Το πρότυπο GIM Στη διάσπαση του νετρονίου - n p+e +v e J + = udosθ Για το ουδέτερο ρεύµα 0 J = uu+ ddos θ+ sssin θ 1444444443 s= 1 s= 0 + ( sd + sd)sinθosθ 14444443

14 Απουσία Ουδέτερων Ρευµάτων µε S=1 και Το πρότυπο GIM GIM : Glashow-Ηλιόπουλος-Maiani (1970) Προτάθηκε (πέραν των άλλων) η εισαγωγή ενός νέου κουάρκ µε γεύση από το harm (χάρη) και φορτίο +/3 Πρότειναν µια επιπλέον δυάδα: u u = d d os θ + s sinθθ Για το ουδέτερο ρεύµα +επιπλέον = s s osθ d sinθθ 0 J = uu+ ddos θ+ sssin θ+ ( sd + sd)sinθosθ 1444444443 14444443 s= 0 s= 1 + + ssos θ+ ddsin θ ( sd + sd)sinθosθ 1444444443 14444443 s= 0 s= 1

15 Απουσία Ουδέτερων Ρευµάτων µε S=1 και Το πρότυπο GIM 0 J = uu+ dd + + ss Με την εισαγωγή ενός νέου κουάρκ και µιας δεύτερης δυάδας κουάρκ, κατορθώθηκε η αναίρεση των ανεπιθύµητων S=1 ουδέτερων ρευµάτων στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις. Από τον µηχανισµό GIM και τη θεωρία Cabibbo προβλέπουµε για τους ρυθµούς διασπάσεων = s sosθ dsinθ s d ~os θ ~sin θ

16 Πίνακας Cabibbo (Cabibbo Matrix ) Οι µετασχηµατισµοί των κουάρκ κατά τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις µπορούν να πάρουν και τη µορφή : Ή υπό µορφή πινάκων d = V d + V s ud d us s = V d + V s Όπου ο x πίνακας Cabibbo matrix (Cabibbo Πίνακας ) Vud Vus osθ sinθ Vd Vs sinθ osθ s d Vud Vus d = s Vd V s s

17 CKM Μηχανισµός Η CP-παραβίαση δεν µπορούσε να εξηγηθεί µε το µοντέλο των τεσσάρων κουάρκ Για πρόσθεση και άλλων κουαρκ πρέπει να επεκταθεί το πρότυπο GIM Kobayashi-Maskawa (1973) Πρότειναν έξι τύπους κουάρκ που κατανέµονται σε τρεις οµάδες (up και down, strange και harm, bottom και top) µίξη των d-s-b καταστάσεων d Vud Vus Vub d s = Vd Vs Vb s b Vtd Vts V tb b { CKM Matrix (πίνακας) Cabibbo-Kobayashi-Maskawa Kobayashi Maskawa

18 Οι παράµετροι του CKM πίνακα Ο CKM πίνακας περιγράφει την πιθανότητα µετάβασης από το ένα κουάρκ j σε ένα άλλο i κουάρκ. Αυτές οι µεταβάσεις είναι ανάλογές µε V ij x γωνίες ανάµιξης θ 1, θ, θ 3 Στη θέση της γωνίας Cabibbo του πίνακα τώρα έχουµε τρεις V V V s ss ud us ub 1 3 1 1 3 iδ iδ Vd Vs Vb s 1 1 3 sse 1 s 1 3+ se 3 i i Vtd Vts V δ δ tb ss 1 s 1 3 se 3 ss 1 3+ e 3 i osθ = s sinθ i i = i = 1,,3 i

19 Οι παράµετροι του CKM πίνακα Υπολογισµός Μπορούν να προσδιοριστούν πειραµατικά από : ασθενείς διασπάσεις των ανάλογων κουάρκ από τις βαθιά ανελαστικές σκεδάσεις των νετρίνων (σε κάποιες περιπτώσεις). Επί του παρόντος, ο καλύτερος καθορισµός των µεγεθών του CKM πίνακα είναι: ( ) ( ) V 0.97383 0.7 3.96 10 ud Vus V ub Vd Vs Vb 0.71 0.9796 4.1 10 Vtd Vts V tb + 0.3 3 + 0.1 + ( 8.14 0.64) 10 ( 41.61 0.78) 10 0.999100 + 0.0004 + 0.0010 + 0.09 3 0.0003 0.0010 0.09 + 0.0010 + 0.0004 + 0.10 3 0.0010 0.0004 0.80 3 0.000034 0.000004

0 Οι παράµετροι του CKM πίνακα Οι τιµές του πίνακα CKM είναι: V V V V V V V V V ud us ub d s b td ts tb 0,97 0, 0,004 0,3 0,97 0,04 0,004 0,04 0,99 Μια σχηµατική αναπαράσταση των έξι πλέον τρόπων µετασχηµατισµού των έξι κουάρκ είναι η ακόλουθη :

1 ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ Παράδειγµα 1: ιάσπαση µεσονίου + D Α) Β) + D + D + + o K e v e π o + + e v e Περίπτωση Α) Περίπτωση Β) Γ s G V F s Γ G V d F d

ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ Παράδειγµα 1: ιάσπαση µεσονίου + D CKM 0,97 0, 0,004 = 0,3 0,97 0,04 0,004 0,04 0,99 GF Vs V s s 0,97 d 0,3 GF Vd Vd Γ = = 18 Γ Από PDG BR D + K o BR + o D π = 8,6 10 = 4,4 10 3 BR + o + o D K D K = = = BR π D + o + Γ 8,6 10 Γ 4,4 10 D π o 3 19,5

3 ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ Παράδειγµα 1: ιάσπαση µεσονίου + D CKM 0,97 0, 0,004 = 0,3 0,97 0,04 0,004 0,04 0,99 GF Vs V s s 0,97 d 0,3 GF Vd Vd Γ = = 18 Γ Με πίνακα Cabibbo Vud Vus osθ sinθ Vd Vs sinθ osθ 0 θ = 13 Γ Γ s s F s os sin F d G V θ = = 18,5 G V θ

4 ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ Παράδειγµα 1: ιάσπαση µεσονίου 0 B 0 o* B K γ b d s d εν γίνεται η σύζευξη µε Ζ ο Πρότυπο GIM ε µπορούµε να έχουµε ασθενή αλληλεπίδραση µε ουδέτερα ρεύµατα και να υπάρχει µεταβολή της παραξενιάς ( s=1)

5 ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ Παράδειγµα 1: ιάσπαση µεσονίου 0 B Πως πραγµατοποιείτε η διάσπαση? b s b s Τα διαγράµµατα αυτά ονοµάζονται διαγράµµατα PENGUIN

6 Αναφορές (Referenes): 1. Donald H. Perkins /Εισαγωγή στη Φυσική Υψηλών Ενεργειών. http://en.wikipedia.org/wiki/cabibbo%e%80%93kobayashi%e%80% 93Maskawa_matrix 3. http://skiathos.physis.auth.gr/atlas/nulear_physis/partiles_revie w_1jan011.pdf 4. http://www.semfe.gr/files/users/6/purhnikh_fysikh_kai_stoixeivdh_sv matidia-lecture9.pdf 5. http://.pdg.lbl.gov

7