Θεωρία Cabibbo - CKM Πίνακας

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

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

Μάθημα 9o' 12/5/2014

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

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

Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ ΙΙ

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


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

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

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

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

Εισαγωγή στην Πυρηνική Φυσική και τα Στοιχειώδη Σωµάτια


Και τα τρία σωμάτια έχουν σπιν μονάδα.

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

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

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

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 2η Πετρίδου Χαρά

Το Ισοτοπικό σπιν Μαθηµα 5ο 30/3/2017

Ο Maxwell ενοποίησε τις Ηλεκτρικές με τις Μαγνητικές δυνάμεις στον

Διάλεξη 18: Καθιερωμένο πρότυπο (1978-?)

Το Καθιερωμένο Πρότυπο. (Standard Model)

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

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

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. 5 ο Εξάμηνο Δεκέμβριος 2009

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

Μάθημα 7 Διαγράμματα Feynman

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Πρότυπο Αδρονίων µε Στατικά κουάρκ Ι

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

Στοιχειώδη Σωματίδια II. Διάλεξη 11η Πετρίδου Χαρά

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

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

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

Διάλεξη 17: Το μοντέλο των κουάρκ

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

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

Παραβίαση της συμμετρίας CP

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

Μάθημα 15 β-διάσπαση B' μέρος (διατήρηση σπίν, επιτρεπτές και απαγορευμένες

Εισαγωγή στη Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων. Ασκήσεις Στοιχειωδών Σωματιδίων

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

Στοιχειώδη Σωματίδια. Διάλεξη 3η Πετρίδου Χαρά

ΖΑΝΝΕΙΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΠΕΙΡΑΙΑ Η ΕΠΙΣΚΕΨΗ ΣΤΟ CERN

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Μάθημα 1

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

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

Προλεγόµενα. Σπύρος Ευστ. Τζαµαρίας

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

Μάθημα 5 α) β-διάσπαση β) Ασκήσεις

Νουκλεόνια και ισχυρή αλληλεπίδραση

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

Διάλεξη 16: Παράδοξα σωματίδια και οκταπλός δρόμος

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

Πειραµατική Θεµελίωση της Φυσικής Στοιχειωδών Σωµατιδίων

Τµήµα Βιοµηχανικής Πληροφορικής Σηµειώσεις Ηλεκτρονικών Ισχύος Παράρτηµα

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

Φερμιόνια & Μποζόνια

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

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Χ. Πετρίδου, Κ. Κορδάς. Μάθημα 3a: Σκέδαση αδρονίων και χρυσός κανόνας του Fermi

Σοιχεία Πυρηνικής Φυσικής και Στοιχειωδών Σωματιδίων 5ο εξάμηνο Τμήμα T3: Κ. Κορδάς & Χ. Πετρίδου. Μάθημα 6β

Φυσική ΙΙ (Ηλεκτρομαγνητισμός Οπτική)

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου)

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΑ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ

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

ΕΝΕΡΓΟΣ ΔΙΑΤΟΜΗ ΤΟΥ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟΥ W

Spin του πυρήνα Μαγνητική διπολική ροπή Ηλεκτρική τετραπολική ροπή. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΙΙ. ΜΑΘΗΜΑ 4ο

Κατερίνα Αρώνη Δεκέμβριος 2012

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

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

Ο Πυρήνας του Ατόμου

Στοιχειώδη σωμάτια. Τα σωμάτια ύλης

Η κλασσική, η σχετικιστική και η κβαντική προσέγγιση. Θωµάς Μελίστας Α 3

ΛΕΠΤΟΝΙΑ ΗΜ ΚΑΙ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ FEYNMAN ΔΙΑΣΠΑΣΗ ΜΙΟΝΙΟΥ

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

Το άτομο: Άτομα: Ατομική θεωρία του Δημόκριτου: ΧΗΜΕΙΑ: Εισαγωγή στην Χημεία - από το νερό στο άτομο- από το μακρόκοσμο στον μικρόκοσμο 9 9

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

Η ΒΑΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΣΤΗ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

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

Το Ισοτοπικό σπιν Μαθηµα 5ο 27/3/2014

Διάλεξη 22: Παραβίαση της κατοπτρικής συμμετρίας στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις

Εξαιρετικά σπάνια διάσπαση στο CMS, CERN 19 Ιουλίου 2012

Theory Greek (Greece) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες)

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

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 4: Οπτικό θεώρημα και συντονισμοί

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

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων ΙΙ (8ου εξαμήνου) Μάθημα 3β: Σκέδαση αδρονίων και χρυσός κανόνας του Fermi

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Το πείραμα στο CERN και ο σκοπός του. Το «πολυπόθητο» μποζόνιο Higgs. Μηχανισμοί ανίχνευσης του μποζονίου Higgs. και τι περιμένουμε;

Καλώς Ορίσατε στο CERN

Νετρίνο το σωματίδιο φάντασμα

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

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

4η Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ. οµή του ατόµου. Ατοµικός αριθµός Μαζικός αριθµός Ισότοπα Σελ

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

Theory Greek (Greece) Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) (10 Μονάδες)

Transcript:

Θεωρία Cabibbo - CKM Πίνακας Στοιχεώδη Σωµατίδια ΙΙ Αχιλλέως Νικολέττα Α.Ε.Μ: 12521 Εξάµηνο : 8 ο : Yπ.καθηγητής: κ.κώστας Κορδάς Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσ/νίκης

Τι θα παρουσιάσω σήµερα? Θεωρία Cabibbo για τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις Γωνία µίξης (γωνία Cabibbo,θc) Πίνακας Cabibbo Ουδέτερα ρεύµατα στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις (αναφορικά) GIM Μηχανισµός (αναφορικά) CKM Mηχανισµός CKM Πίνακας Παραµετροποίηση του CKM Πίνακα CP Παραβίαση µέσα από το CKM µηχανισµό 2

Θεωρία Cabibbo για τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις Nicola Cabibbo : Ιταλός φυσικός, γνωστός για το έργο του για την ασθενή αλληλεπίδραση. Το σηµαντικό έργο του Cabibbo προήλθε από την ανάγκη να εξηγήσει δύο φαινόµενα: Nicola Cabibbo(1935-σήµερα) οι µεταβάσεις των u d, e νe, και µ νµ είχαν παρόµοια πλάτη. οι µεταβάσεις µε αλλαγή στην παραδοξότητα ( S=1) είχαν πλάτη ίσα µε το ένα τέταρτο αυτών που δεν έχουν αλλαγές στην παραδοξότητα. 3 Εξήγηση φαινοµένων : Ασθενής καθολικότητα (weak universality) προϋποθέτει οµοιότητα της δύναµης σύζευξης της ασθενούς αλληλεπίδρασης µεταξύ διαφόρων γενεών σωµατιδίων. Γωνία µίξης/cabibbo γωνία ανάµιξης, µεταξύ u και d κουάρκ.

Θεωρία Cabibbo Η θεωρία του Cabibbo αναπτύχθηκε όταν ήταν γνωστές µόνο τρείς γεύσεις κουάρκ (u-d-s). Η ασθεvής αλληλεπίδραση µπορεί να αλλάζει τις γεύσεις των κουάρκ. Μετασχηµατισµοί κουάρκ µόνο µέσα στην ίδια οικογένεια κουάρκ.!!! Αλλά, τα down type κουάρκ είναι γραµµικοί συνδυασµοί όλων των down type κουάρκ. ηλαδή, Ή υπό µορφή πινάκων, 4 Όπου θc=γωνία Cabibbo

Γωνία Cabibbo, θc Από τις σχέσεις: Προκύπτει ότι στη θεωρία Cabibbo οι καταστάσεις d-s που συµµετέχουν στις ασθενείς δυνάµεις, έχουν <<περιστραφεί>> κατά µια γωνία µίξης θc Η γωνία Cabibbo αντιπροσωπεύει την περιστροφή του διάνυσµατος της ιδιοκατάστασης (eigenstate ) των ισχυρών αλληλεπιδράσεων στο χώρο κατα την ασθενή αλληλεπίδραση διάνυσµα ιδιοκατάστασης (eigenstate ) των ασθενών αλληλεπιδράσεων στο χώρο 5

Πίνακας Cabibbo (Cabibbo Matrix ) Οι µετασχηµατισµοί των κουάρκ κατα τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις µπορούν να πάρουν και τη µορφή : Ή υπό µορφή πινάκων, 6 Όπου ο 2x2 πίνακας Cabibbo matrix (Cabibbo Πίνακας ) Oι όροι V ij ^2 αντιπροσωπεύουν την πιθανότητα ένα κουάρκ µε γεύση j να µετασχηµατιστεί σε ένα άλλο κουάρκ µε γεύση i κατά την ασθενή αλληλεπίδραση. Υπολογισµός γωνίας Cabibbo (σύµφωνα µε τις επικρατούσες τιµές των Vud και Vus :

Κενά στη θεωρία Cabibbo. Αν επρόκειτο για µια σωστή θεώρηση για την ύπαρξη µόνο τριών κουάρκ (u-d-s), έπρεπε να ισχύει, Αλλά αντί αυτού, 2 V ud V 2 + us V ud V + us 2 2 = 1 = 0,99999 υπάρχει και άλλο κουάρκ Ο όρος που λείπει είναι η πιθανότητα V ub 2 = 0,00001 7 Ωστόσο, ο καθορισµός των Vud ^2 και V us ^2 µε υψηλή ακρίβεια για να προβλεφθεί η ύπαρξη τoυ b-κουάρκ δεν ήταν δυνατός εκείνη την εποχή.

Ουδέτερα ρεύµατα στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις Στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις µεσολαβούν τα βαριά µποζόνια W+, W- και Ζο. Ανταλλαγή W+ και W- µεταβόλή φορτίων λεπτονίου & αδρονίου αντίδρασης αντίδραση <<φορτισµένου ρεύµατος>> Ανταλλαγή Ζο δεν µεταβάλλεται το φορτίο αντίδραση <<ουδέτερου ρεύµατος>> 0 Z Όλα τα φαινόµενα ουδέτερων ρευµάτων που είχαν παρατηρηθεί χαρακτηρίζονταν από τον κανόνα S=0 ( δηλ. δεν παρατηρούνταν µεταβολή στην παραδοξότητα S) Γι αυτό το λόγο οι πρώτες θεωρίες για τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις που περιλάµβαναν ουδέτερα ρεύµατα, δεν ήταν γενικά αποδεκτές. 8 CERN- Ιανουάριος 1983 : πρώτη παρατήρηση των W+ και W- µποζονίων (µάζες 81 GeV) 10 µήνες αργότερα ανιχνεύτηκαν τα ουδέτερα σωµατίδια Ζο(µάζα 93 GeV).

Παραδείγµατα ουδέτερων και φορτισµένων ρευµάτων Φορτισµένα ρεύµατα Ουδέτερα ρεύµατα 9

Απουσία Ουδέτερων Ρευµάτων µε S=1 Το πρότυπο GIM GIM : Glashow-Ηλιόπουλος-Maiani (1970) Προτάθηκε (πέραν των άλλων) η εισαγωγή ενός νέου κουάρκ µε γεύση c από το charm (χάρη) και φορτίο +2/3 Πρότειναν µια επιπλέον δυάδα: u d c u = dcosθc + ssinθc Έτσι το τέταρτο κουάρκ που έλειπε από τη θεωρία του Cabibbo, είναι το c-κουάρκ. ( Με την εισαγωγή του δικαιολογείτο και η µη διάσπαση του µεσονίου-κ σε δύο µεσόνια). c sc c = scosθc dsinθc 10 Με την εισαγωγή ενός νέου κουάρκ και µιας δεύτερης δυάδας κουάρκ, κατορθώθηκε η αναίρεση των ανεπιθύµητων S=1 ουδέτερων ρευµάτων στις ασθενείς αλληλεπιδράσεις.

CKM Μηχανισµός Η CP-παραβίαση δεν µπορούσε να εξηγηθεί µε το µοντέλο των τεσσάρων κουάρκ Kαθιερωµένο µοντέλο της σωµατιδιακής φυσικής τα κουάρκ είναι δοµικές µονάδες των πρωτονίων, νετρονίων και άλλων υποατοµικών σωµατιδίων Cabibbo-Kobayashi-Maskawa (1973) Πρότειναν έξι τύπους κουάρκ που κατανέµονται σε τρεις οµάδες (up και down, strange και charm, bottom και top) µίξη των d-s-b καταστάσεων. Γενίκευση του Πίνακα Cabibbo σε Cabibbo-Kobayashi- Maskawa Πίνακα (CKM matrix) 11 { CKM Matrix Kobayashi Η CKM µήτρα περιγράφει την πιθανότητα µετάβασης από το ένα κουάρκ j σε ένα άλλο i κουάρκ. Αυτές οι µεταβάσεις είναι ανάλογές µε V ij ^2 Maskawa

Οι παραµέτροι του CKM πίνακα Mπορούν 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: 12

...CKM Mηχανισµός Μια σχηµατική αναπαράσταση των έξι πλέον τρόπων µετασχηµατισµού των έξι κουάρκ είναι η ακόλουθη : ( αύξηση της µάζας από αριστερά προς τα δεξιά ) <<up type>> κουάρκ 13 <<down type>> κουάρκ

Περιορισµοί των παραµέτρων 1. Ασθενής καθολικότητα : Περιορισµοί στις παραµέτρους του CΚM Πίνακα ηλαδή, Vkj k 2 =1, για κάθε γενιά k 14 Αυτό σηµαίνει ότι το άθροισµα όλων των συζεύξεων για καθένα από τα up τύπου quarks (u-c-t) σε όλα τα down τύπου κουάρκ(d-s-b), είναι το ίδιο για όλες τις γενιές.

Περιορισµοί των παραµέτρων ΙΙ 2. Τρίγωνα Unitary : Οι περιορισµοί για τα υπόλοιπα µεγέθη ( unitarity ) του CKM πίνακα µπορεί να γραφούν µε τη µορφή : ηλαδή, Oι αριθµοί αυτοί αποτελούν τις πλευρές ενός τριγώνου στο µιγαδικό επίπεδο. Υπάρχουν έξι επιλογές των i και j (ανεξάρτητες), και ως εκ τούτου έξι τρίγωνα, καθένα από τα οποία ονοµάζεται ενιαίο τρίγωνο (unitary triangle) 15

Unitary Τρίγωνο From : www.pdg.lbl.gov 16

Unitary Triangles σχήµα από PMCPhysicsA 2009, http://www.physmathcentral.com/1 1754-0410/3/3 17 Τα 6 CKM τρίγωνα (unitary triangles) που προκύπτουν από τους περιορισµούς του CKM πίνακα Ο προσανατολισµός του τριγώνου εξαρτάται από τις φάσεις των πεδίων των κουάρκ. Tα σχήµατα τους µπορεί να είναι διαφορετικά, αλλά καθορίζουν όλα την ίδια περιοχή, η οποία µπορεί να σχετίζεται µε την παραβίαση CP.

Πειράµατα για τα Unitary Tρίγωνα εδοµένου ότι οι τρεις πλευρές του τριγώνου είναι ανοικτές σε απευθείας πείραµα, όπως και οι τρεις γωνίες, µια κατηγορία δοκιµών είναι να ελέγχει αν το τρίγωνο κλείνει. Αυτός είναι και ο σκοπός µιας σύγχρονης σειράς πειραµάτων που διεξάγονται από την Ιαπωνική BELLE και την Babar στην Καλιφόρνια, καθώς και στο LHCb στο CERN, στην Ελβετία. 18

Παραµετροποίηση του CKM πίνακα Απαιτούνται τέσσερις ανεξάρτητες παραµέτροι για τον πλήρη καθορισµό του CKM πίνακα. Έχουν προταθεί πολλές παραµετροποιήσεις, και τρεις από τις πιο συνηθισµένες είναι οι : 1. KM ( Kobayashi-Maskawa) παραµετροποίηση 2. "Standard" παραµετροποίηση 3. Wolfenstein παράµετροι 19

1. ΚΜ Παραµετροποίηση (Kobayashi -Maskawa) Αρχική παραµετροποίησηση Χρησιµοποιούνται τρεις οπτικές γωνίες (θ 1, θ 2, θ 3) η φάση δ, τα συνηµίτονα (cosines) και ηµίτονα (sines) των γωνιών συµβολίζονται µε c i και s i, αντίστοιχα θ1 είναι η γωνία Cabibbo 20

2.Standard Παραµετροποίηση Χρησιµοποιεί : τρεις γωνίες Euler (θ 12, θ 23, θ 13) µια φάση δ 13 που παραβιάζει την CP συµµετρία. Τα συνηµίτονα (cosines) και ηµίτονα (sines) των γωνιών συµβολίζονται µε θc και θs αντίστοιχα. θ12 = η γωνία Cabibbo. Οι συζεύξεις µεταξύ των κουάρκ γενιάς i και j εξαφανίζονται εάν θ ij = 0. 21

3. Wolfenstein παράµετροποίηση (1983) Εισήχθη από τον Lincoln Wolfenstein τέσσερις παραµέτροι λ, Α, ρ, και η Οι τέσσερις παράµετροι Wolfenstein σχετίζονται µε το "standard" παραµετροποίηση : λ =s 12 Aλ 2 = s 23 Aλ 3 (ρ - iη) = s 13 e-i δ 22

CP Παραβίαση ( CP Violation ) µέσα από τον CKM µηχανισµό Ο CKM 3x3 Πίνακας σύµφωνα µε την ΚΜ παραµετροποίηση έχει τη µορφή: Στη θέση δηλαδή της γωνίας Cabibbo θ1 του 2x2 πίνακα Cabibbo, έχουµε τρείς γωνίες ανάµιξης θ1,θ2, θ3. και η φάση (δ), τα συνηµίτονά (cosines) και ηµίτονα (sines) των γωνιών συµβολίζονται µε c i και s i, αντίστοιχα και θ 1 γωνία Cabibbo 23 iδ iδ Επειδή µε την αναστροφή χρόνου έχουµε e e, η φάση δ εισάγει τη δυνατότητα µιας παραβίασης της συµµετρίας Τ ή CP. Εποµένως η παραβίαση CP σχετίζεται µε το γεγονός ότι τα στοιχεία του CKM πίνακα περιλαµβάνουν φανταστικούς αριθµούς.

Ανακεφαλαίωση Η θεωρία του Cabibbo αναπτύχθηκε όταν ήταν γνωστές τρείς γεύσεις κουάρκ (u-d-s) Εισαγωγή γωνίας και πίνακα Cabibbo για µαθηµατική θεµελίωση της θεωρίας του τα down type κουάρκ είναι γραµµικοί συνδυασµοί όλων των down type κουάρκ Αδυναµία Θεωρίας Cabibbo και GIM Προτύπου Η CP παραβίαση δεν µπορούσε να εξηγηθεί µε το µοντέλο των τεσσάρων κουάρκ Kobayashi-Maskawa (1973) Οι Kobayashi και Maskawa πρότειναν τους έξι τύπους των κουάρκ που κατανέµονται σε τρεις οµάδες (up και down, strange και charm, bottom και top). Εισαγωγή CKM Matrix 24 Η CP παραβίαση σχετίζεται µε το γεγονός ότι τα στοιχεία του περιλαµβάνουν φανταστικούς αριθµούς

Χρονική εξέλιξη των θεωριών Nicola Cabibbo (1963) GIM Πρότυπο (19 1970) 25 Kobayashi- Maskawa (1973)

Nicola Cabibbo and Makoto Kobayashi (maybe thinking about the missing M?) CKM Workshop 2006, Nagoya, Japan 26

ΝΟΜΠΕΛ ΦΥΣΙΚΗΣ 2008 Στις 7 Οκτωβρίου 2008, µοιράστηκαν από κονού το βραβείο Νόµπελ Φυσικής για το έτος 2008, οι Ιάπωνες Yoichiro Nambu (ανακάλυψη του µηχανισµού της αυθόρµητης ρήξης συµµετρίας στην υποατοµική φυσική ) και οι Makoto Kobayashi και Toshihibe Maskawa για την ανακάλυψη της αρχής της ρήξης συµµετρίας που προβλέπει την ύπαρξη τριών τουλάχιστον οικογενειών κουάρκ στη φύση ( CKM Mechanism ). Πολλοί υποστηρίζουν ότι ο Cabbibo δεν επιβραβεύθηκε για το έργο του και ως εκ τούτου αδικήθηκε από η Βασιλική Ακαδηµία Επιστηµών της Σουηδίας. ( Εσείς τι λέτε??? ) 27

Επίλογος Αυτή είναι µε απλά λόγια η γενική εικόνα του CKM Μηχανισµού µέχρι σήµερα. Φυσικά υπάρχουν πολλά ακόµη να ερευνήσουµε... 28

29