Оглавление
- 1 Нарушение CP
- 1.1 Проблема иерархии
- 1.2 CP-нарушение
- 1.3 История
- 1.4 Экспериментальный статус
- 1.5 Будущие направления
- 1.6 Нарушение CP в стандартной модели
- 1.7 Причины нарушения CP
- 1.8 Диагонализация матриц
- 1.9 Упрощение схемы
- 1.10 Матрица CKM и её элементы
- 1.11 Собственные значения и перестановки
- 1.12 Экспериментальные данные и подгонка
- 1.13 Проблема сильного CP
- 1.14 Дисбаланс вещества и антиматерии
- 1.15 Нарушение CP в сильном взаимодействии
- 1.16 Нарушение CP в лептонном секторе
- 1.17 Майорановские нейтрино
- 1.18 Лептогенез и асимметрия вещества и антивещества
- 1.19 Гипотеза Сахарова
- 1.20 Полный текст статьи:
- 2 Нарушение CP
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 наблюдения
-
Экспериментальный статус
- Косвенное нарушение CP
- Прямое нарушение CP
- Современные эксперименты и открытия
-
Будущие направления
- Нарушение CP у лептонов
- Новые открытия и исследования
-
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 нарушение CP, так как процессы с частицами и античастицами имеют разные скорости.
- Матрица CKM определяется как VCKM = Uu†Ud, где Uu и Ud — матрицы унитарного преобразования.
-
Диагонализация матриц
- Матрица M с 18 параметрами слишком сложна для диагонализации.
- Матрица M2 с 9 параметрами имеет ту же унитарную матрицу преобразования, что и M.
- Параметры в M2 коррелируют с параметрами в M.
-
Упрощение схемы
- Предположение M2R⋅M2†I + M2I⋅M2†R = 0 уменьшает количество параметров до 5.
- Матрица M2 может быть задана как M2 = M2R + iM2I.
- Диагонализация M2 аналитически дает собственные значения m12 и m22.
-
Матрица CKM и её элементы
- Матрица CKM описывает связь между кварками верхнего и нижнего типов.
- Элементы матрицы CKM включают Vud, Vub, Vus, Vts, Vcd, Vcb и Vcs.
- Элементы матрицы CKM могут быть выражены через параметры Wolfenstein.
-
Собственные значения и перестановки
- Собственные значения матрицы CKM могут быть переставлены, что приводит к 36 возможным матрицам CKM.
- Среди этих 36 матриц 4 являются наиболее вероятными.
-
Экспериментальные данные и подгонка
- Экспериментальные данные указывают на значения элементов CKM, близкие к теоретическим.
- Наилучшая подгонка элементов CKM: |Vud| = |Vtb| ∼ 0.9925, |Vub| = |Vtd| ∼ 0.0075, |Vus| = |Vts| = |Vcd| = |Vcb| ∼ 0.122023, |Vcs| ∼ 0.9845.
-
Проблема сильного CP
- В квантовой хромодинамике (КХД) нет известных нарушений CP-симметрии.
- Проблема сильного CP связана с отсутствием известных причин для сохранения CP-симметрии в КХД.
- Существуют различные теории, предлагающие решения проблемы сильного CP, такие как теория Печчеи-Куинна и теория с двумя временными измерениями.
-
Дисбаланс вещества и антиматерии
- Вселенная состоит в основном из вещества, а не из равных частей вещества и антивещества.
- Дисбаланс вещества и антивещества требует нарушения CP-симметрии в экстремальных условиях после Большого взрыва.
- Стандартная модель содержит три источника нарушения CP, но они могут объяснить лишь небольшую часть асимметрии вещества и антивещества.
-
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.
-
Гипотеза Сахарова
- Сахаров предложил восстановить CP-симметрию с помощью T-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.