Нарушение CP
-
Проблема иерархии
- Темная материя и темная энергия
- Квинтэссенция и призрачная энергия
- Темное излучение и темный фотон
- Проблема космологической постоянной
- Сильная проблема с CP
- Нейтринные колебания
- Теория Бранса–Дикке
- Гипотеза космической цензуры
- Пятая сила
- F-теория
- Теория всего сущего
- Единая теория поля
- Теория Великого объединения
- Технический цвет
- Теория Калуцы–Клейна
- 6D (2,0) суперконформная теория поля
- Некоммутативная квантовая теория поля
- Квантовая космология
- Космология браны
- Теория струн
- Теория суперструн
- М-теория
- Гипотеза математической вселенной
- Зеркальная материя
- Модель Рэндалла–Сандрума
- N = 4 суперсимметричная теория Янга–Миллса
- Теория твисторных струн
- Темная жидкость
- Вдвойне специальная теория относительности
- специальная теория относительности, инвариантная по де Ситтеру
- Причинно-следственные фермионные системы
- Термодинамика черной дыры
- Физика частиц
- Гравифотон
- Гравискаляр
- Гравитон
- Гравитино
- Огромная гравитация
- Калибровочная теория гравитации
- Симметрия CPT
- MSSM
- НМССМ
- Супергравитация
- Нарушение суперсимметрии
- Дополнительные размеры
- Большие дополнительные размеры
- Ложный вакуум
- Вращающаяся пена
- Квантовая пена
- Квантовая геометрия
- Петлевая квантовая гравитация
- Петлевая квантовая космология
- Причинно-следственная динамическая триангуляция
- Причинно-следственные связи
- Каноническая квантовая гравитация
- Квазиклассическая гравитация
- Теория сверхтекучего вакуума
-
CP-нарушение
- Нарушение CP-симметрии
- Открытие в 1964 году
- Нобелевская премия 1980 года
- Важность для космологии и слабых взаимодействий
-
История
- P-симметрия и её нарушение
- CP-симметрия и её восстановление
- Эксперименты и подтверждение
-
Экспериментальный статус
- Косвенное нарушение CP
- Прямое нарушение CP
- Современные эксперименты и открытия
-
Современные исследования
- Нарушение CP в распадах B-мезонов
- Нарушение CP у лептонов
- Будущие исследования и открытия
-
Нарушение CP в стандартной модели
- Нарушение CP допускается в Стандартной модели при наличии сложной фазы в матрице CKM или PMNS.
- Необходимое условие для появления комплексной фазы — наличие трех поколений фермионов.
- Инвариант Ярлскога J = c12c132c23s12s13s23sinδ ≈ 0.00003.
-
Причины нарушения CP
- Сложная фаза вызывает процессы с разной скоростью для частиц и античастиц.
- Физически измеримые скорости реакции пропорциональны |M|2, что не меняется при нарушении CP.
-
Матрица CKM
- Матрица CKM определяется как VCKM = UuUd†, где Uu и Ud — матрицы унитарного преобразования.
- Для получения сложной матрицы CKM необходимо, чтобы хотя бы один из Uu и Ud был сложным.
-
Диагонализация матриц
- Матрица M с 18 параметрами слишком сложна для диагонализации.
- Эрмитова матрица M2 с 9 параметрами имеет ту же унитарную матрицу преобразования, что и M.
- Параметры в M2 коррелируют с данными в M.
-
Упрощение схемы
- Предположение M2R2⋅M2I2+ − M2I2⋅M2R2+ = 0 уменьшает количество параметров до 5.
- Матрица M2 может быть задана как M2 = [A + B(xy-x^2y)yB xB yB A + B(yx-x^2y)B xB B A] + i[0C y-C x-C y 0C iC x-C 0].
-
Диагонализация M2
- Собственные значения m12 = A-Bx^2y-C(x^2+y^2+x^2y^2)x^2y, m22 = A-Bx^2y+C(x^2+y^2+x^2y^2)x^2y, m32 = A+Bx^2y.
-
U-матрица для кварков
- U-матрица для кварков up-типа может быть выражена через параметры x и y.
- Порядок собственных значений не обязательно должен быть (m12, m22, m32).
- U-матрица может быть применена к кваркам down-типа с использованием параметров x’ и y’.
-
CKM-матрица
- CKM-матрица может быть получена путем умножения U-матриц для кварков up- и down-типа.
- Существует 36 возможных перестановок собственных значений, из которых 4 подходят для экспериментальных данных.
- Параметры p, q, r, s и p’ могут быть выражены через параметры x, y, x’ и y’.
-
Экспериментальные данные
- CKM-элементы Vud, Vtb, Vub, Vtd, Vus, Vts, Vcd, Vcb и Vcs имеют значения, близкие к 0.9925, 0.0075, 0.122023, 0.9845 и 0.122023 соответственно.
-
Проблема сильного CP
- В квантовой хромодинамике (КХД) нет известных нарушений CP-симметрии.
- Это создает проблему, известную как сильная проблема CP.
- Возможные решения включают теорию Peccei-Quinn с аксионами и теорию с двумя временными измерениями.
-
Материя-антиматерия
- Вселенная состоит преимущественно из материи, а не из равных частей материи и антиматерии.
- Для объяснения этого требуется нарушение CP-симметрии в первые секунды после Большого взрыва.
- Стандартная Модель содержит три источника CP-нарушения, но только один из них может объяснить асимметрию.
-
Нарушение CP в сильном взаимодействии
- Сильное взаимодействие также должно нарушать CP, но неспособность наблюдать электрический дипольный момент нейтрона указывает на слишком малое нарушение CP.
-
Нарушение CP в лептонном секторе
- Матрица Понтекорво–Маки–Накагавы–Сакаты может содержать две дополнительные фазы, нарушающие CP.
- Эксперименты T2K и NOvA могут обнаружить признаки нарушения CP, а Hyper-Kamiokande и DUNE будут чувствительны к большей доле возможных значений фазы Дирака.
- Нейтринная фабрика может стать чувствительной ко всем возможным значениям CP.
-
Майорановские нейтрино
- Если нейтрино являются майорановскими фермионами, это может привести к четвертому источнику нарушения CP.
- Экспериментальным доказательством майорановских нейтрино был бы безнейтринный двойной бета-распад.
-
Лептогенез и асимметрия вещества и антивещества
- Нарушение CP в лептонном секторе может объяснить асимметрию вещества и антивещества.
- Если нарушение CP в лептонном секторе слишком мало, потребуется новая физика для объяснения дополнительных источников нарушения CP.
-
Восстановление CP-симметрии
- Сахаров предложил использовать T-симметрию для восстановления CP-симметрии.
- В начальной сингулярности события с противоположной стрелкой времени подвергаются противоположному CP-нарушению.
- Нейтральные бесспиновые максимоны образуются при t < 0 и распадаются при t > 0, реализуя полную СРТ-симметрию Вселенной.