カビボ小林益川行列

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カビボ・小林・益川行列

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/10/10 01:25 UTC 版)

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素粒子物理学におけるフレーバー
フレーバー量子数
ストレンジネス: S チャーム: C ボトムネス: B′ トップネス: T アイソスピン: IまたはI3
関連量子数
バリオン数: B レプトン数: L 弱アイソスピン: TまたはT3 電荷: Q X荷: X
組合せ
超電荷: Y Y = (B + S + C + B′ + T) Y = 2 (Q − I3) 弱超電荷: YW YW = 2 (Q − T3) X + 2YW = 5 (B − L)
フレーバー混合
CKM行列 PMNS行列 フレーバー相補性
表 話 編 歴

ニコラ・カビボ（左）と小林誠（右）

カビボ・小林・益川行列（カビボ・こばやし・ますかわぎょうれつ, Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matrix）は、素粒子物理学の標準理論において、フレーバーが変化する場合における弱崩壊の結合定数を表すユニタリー行列である。 頭文字をとってCKM行列と呼ばれることが多い。クォーク混合行列とも言われる。 CKM行列はクォークが自由に伝播する場合と弱い相互作用を起こす場合の量子状態の不整合を示しており、CP対称性の破れを説明するために必要不可欠である。この行列は元々ニコラ・カビボが2世代の行列理論として公表していたものを、小林誠と益川敏英が3世代の行列にして完成したものである。

概要

クォーク崩壊を示すモデル。

電弱相互作用（荷電カレント）により下系列のクォーク(ダウン、ストレンジ、ボトム)は上系列のクォーク(アップ、チャーム、トップ)へと崩壊する。 アップクォークへと崩壊するクォークは、純粋なダウンクォークの状態（質量固有状態）ではなく、一般に下系列クォークの重ね合わせの状態となっている。チャーム、トップについても同様であり、上系列と下系列クォークのずれがCKM行列である。

カビボ角

1963年、カビボはそれまでのゲルマンらの研究により導かれていた弱い相互作用の普遍性を保存するためにカビボ角（θ_c）を提唱した。当時まだクォークモデルは存在していなかったが、これはダウンクォークやストレンジクォークがアップクォークへと崩壊する場合にかかわる現象（|V_ud|² および |V_us|² に相当する）をよく説明できた。 弱荷電カレントによりアップクォークへと崩壊するクォークは、一般に下系列クォークの重ね合わせ状態となっている。これを d′として表記すると、ベクトル表示では

${\displaystyle |d^{\prime }\rangle =V_{ud}|d\rangle +V_{us}|s\rangle }$

カビボ角は、ダウンクォークとストレンジクォークの質量固有状態 ${\displaystyle \scriptstyle {|d\rangle ,\ |s\rangle }}$