Matriz CKM
No modelo padrão das partículas fundamentais, a matriz CKM (matriz de Cabibbo–Kobayashi–Maskawa) é uma matriz unitária que contém informações acerca da probabilidade de mudança de sabor de um quark causada pela interação fraca. Estas informações são essenciais para o entendimento da violação de simetria CP.
A matriz foi introduzida pelos físicos Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa e Nicola Cabibbo.
Definição
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/66/Quark_weak_interactions.svg/300px-Quark_weak_interactions.svg.png)
Em 1963, Nicola Cabibbo introduziu o ângulo de Cabibbo () para preservar a universalidade da força fraca[1] com dependência do trabalho anterior de Murray Gell-Mann.[2] Na época, o ângulo foi utilizado para o cálculo de probabilidade do decaimento dos quarks down e estranho em quarks up. Podemos descrever esta interação como segue:[3]
ou utilizando o ângulo de Cabbibo:
Daqui pode-se obter o valor aproximado do ângulo de Cabbibo, como segue:
Quando o quark c foi descoberto em 1974, foi observado que os quarks down e estranho poderiam decair tanto para o up como para o c, deixando dois conjuntos de equações:
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/50/Cabibbo_angle.svg/150px-Cabibbo_angle.svg.png)
ou utilizando o ângulo de Cabibbo:
Isto também pode ser descrito como uma matriz:
ou utilizando o ângulo de Cabibbo:
onde os diversos representam a probabilidade que o quark de sabor tem de decair em um quark de sabor . Esta matriz de rotação é chamada de matriz de Cabibbo.
Observe que a violação de simetria CP não poderia ser explicada num modelo de quatro quarks, Kobayashi e Maskawa generalizaram a matriz de Cabibbo na que ficou conhecida por matriz de Cabibbo–Kobayashi–Maskawa para comportar a interação fraca.[4]
Do lado esquerdo se vê a interação fraca fazendo papel de quarks up, e do lado direito se vê a matriz CKM junto ao vetor espacial de massa do operador adjunto do quark down. A matriz CKM descreve a probabilidade da transição de um quark em outro, e ela é proporcional a .
Atualmente a melhor aferição da magnitude dos elementos da matriz CKM é:[5]
Perceba que a escolha de se utilizar o quark down na definição é completamente arbitrária e não representa uma assimetria física entre os quarks up e down. Se ela fosse obtida se utilizando qualquer outro quark, nós obteríamos, essencialmente, a mesma matriz.
Prêmio Nobel
Em 2008, Kobayashi e Maskawa dividiram metade do prêmio Nobel de Física pela descoberta da origem de quebra espontânea de simetria que prevê a existência de ao menos três famílias de quarks na natureza.[6] Alguns físicos reportaram um sentimento de amargura pelo fato que o Prêmio Nobel havia falhado em premiar o trabalho de Cabibbo, no qual a matriz CKM havia se baseado.[7] Questionado a respeito do fato, Cabibbo preferiu não externar nenhum comentário.[8]
Referências
- ↑ N. Cabibbo (1963). «Unitary Symmetry and Leptonic Decays». Physical Review Letters. 10 (12): 531–533. doi:10.1103/PhysRevLett.10.531
- ↑ M. Gell-Mann and M. Lévy (1960). «The axial vector current in beta decay». Il Nuovo Cimento. 16 (4): 705–726. doi:10.1007/BF02859738
- ↑ I.S. Hughes (1991). «11.1 – Cabibbo Mixing». Elementary Particles 3rd ed. [S.l.]: Cambridge University Press. pp. 242–243. ISBN 0-521-40402-9
- ↑ M. Kobayashi, T. Maskawa (1973). «CP-Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction». Progress of Theoretical Physics. 49 (2): 652–657. doi:10.1143/PTP.49.652
- ↑ K. Nakamura; et al. (2010). «Review of Particles Physics: The CKM Quark-Mixing Matrix» (PDF). J. Phys. G. 37 (075021): 150 !CS1 manut: Uso explícito de et al. (link)
- ↑ «The Nobel Prize in Physics 2008». Fundação Nobel. 7 de outubro de 2008
- ↑ V. Jamieson (7 de outubro de 2008). «Physics Nobel Snubs key Researcher»
- ↑ «Nobel, l'amarezza dei fisici italiani» (em italiano). 7 de outubro de 2008
Ver também
Ligações externas
- «Mistura de sabor e violação de CP» (PDF) - Universidade Estadual Paulista
- «Violação da Simetria CP e o Prêmio Nobel de Física (PNF) de 2008» - Universidade Federal do Ceará
- «A Matriz de Cabibbo–Kobayashi–Maskawa» (PDF) (em inglês) - Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley
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