Введение
Квантово-механическая трансмутация нейтральных частиц
В физике частиц осцилляция нейтральных частиц — это трансмутация частицы с нулевым электрическим зарядом в другую нейтральную частицу вследствие изменения ненулевого внутреннего квантового числа посредством взаимодействия, не сохраняющего это квантовое число. Исследование осцилляций нейтральных частиц было впервые проведено в 1954 году Мюрреем Гелл-Маном и Абрахамом Пейсом. Например, нейтрон не может трансмутироваться в антинейтрон, поскольку это нарушило бы закон сохранения барионного числа. Однако в гипотетических расширениях Стандартной модели, включающих взаимодействия, не строго сохраняющие барионное число, предсказываются осцилляции нейтрон-антинейтрон. Такие осцилляции можно классифицировать на два типа:
Осцилляция частица-античастица (например, осцилляция). Осцилляция вкуса (например, осцилляция). В тех случаях, когда частицы распадаются на конечные продукты, система не является чисто осцилляционной, и наблюдается интерференция между осцилляцией и распадом.
In particle physics, neutral particle oscillation is the transmutation of a particle with zero electric charge into another neutral particle due to a change of a non zero internal quantum number, via an interaction that does not conserve that quantum number. Neutral particle oscillations were first investigated in 1954 by Murray Gell mann and Abraham Pais. For example, a neutron cannot transmute into an antineutron as that would violate the conservation of baryon number. But in those hypothetical extensions of the Standard Model which include interactions that do not strictly conserve baryon number, neutron–antineutron oscillations are predicted to occur. Such oscillations can be classified into two types:
Particle–antiparticle oscillation (for example, oscillation). Flavor oscillation (for example, oscillation). In those cases where the particles decay to some final product, then the system is not purely oscillatory, and an interference between oscillation and decay is observed.
Нарушение ПП
После убедительных доказательств нарушения паритета, представленных Ву и др. в 1957 году, предполагалось, что CP (сочетание чётности и заряда) является сохраняющейся величиной. Однако в 1964 году Кронин и Фитч сообщили о нарушении CP в нейтральной системе каонов. Прямое нарушение CP в системе K⁰-K̄⁰ было зарегистрировано обеими лабораториями к 2005 году. Системы K⁰-K̄⁰ и B⁰-B̄⁰ могут изучаться как двухсоставные системы, рассматривая частицу и её античастицу как два состояния.
Нарушение ПП как следствие
Если в системе состояния и являются CP-сопряжёнными (то есть частица-античастица) друг другу (то есть и ), и выполняются определённые другие условия, то нарушение CP может быть наблюдаемо как результат этого явления. В зависимости от условий, нарушение CP можно классифицировать на три типа:
Какая же тогда "реальная" частица?
Вышеприведенное описание относится к собственным состояниям вкуса (или странности) и собственным состояниям энергии (или CP). Но какая из них представляет собой "реальную" частицу? Что мы на самом деле обнаруживаем в лаборатории? Как выразился Дэвид Дж. Гриффитс:
Матрица смешивания - краткое введение
Если система является трехсоставной (например, три типа нейтрино, три типа кварков), то, как и в двухсоставной системе, собственные состояния аромата (например, , ,) записываются как линейная комбинация собственных состояний энергии (массы) (например, , ,). То есть, в случае лептонов (например, нейтрино) матрицей преобразования является матрица PMNS, а для кварков – матрица CKM. Недиагональные элементы матрицы преобразования описывают смешение, а различные диагональные элементы указывают на смешивание между тремя состояниями. Матрица преобразования является унитарной, выполняется соответствующая параметризация (в зависимости от того, является ли это матрицей CKM или PMNS), и значения параметров определяются экспериментально.
In case of leptons (neutrinos for example) the transformation matrix is the PMNS matrix, and for quarks it is the CKM matrix. The off diagonal terms of the transformation matrix represent coupling, and unequal diagonal terms imply mixing between the three states. The transformation matrix is unitary and appropriate parameterization (depending on whether it is the CKM or PMNS matrix) is done and the values of the parameters determined experimentally.