التكامل بين الكوارك والليبتون

الموسوعة الحرة

تُعدّ تكاملية الكوارك -ليبتون ( QLC ) تناظرًا أساسيًا محتملاً بين الكواركات والليبتونات . وقد اقترحها فوت وليو لأول مرة عام 1990، [ 1 ] وهي تفترض أن الليبتونات ، وكذلك الكواركات، تأتي بثلاثة " ألوان ". قد تُعيد هذه النظرية إنتاج النموذج القياسي عند الطاقات المنخفضة، وبالتالي قد يتحقق تناظر الكوارك-ليبتون في الطبيعة.

أدلة محتملة على جودة الحياة

تؤكد تجارب النيوترينو الحديثة أن مصفوفة بونتيكورفو-ماكي-ناكاجاوا-ساكاتا U PMNS تحتوي على زوايا خلط كبيرة . على سبيل المثال، تُظهر القياسات الجوية لتحلل الجسيمات أن θ PMNS 23 ≈ 45 ° ، بينما تُظهر التجارب الشمسية أن θ PMNS 12 ≈ 34°. قارن هذه النتائج مع θ PMNS 13 ≈ 9°، وهي أصغر بشكل واضح، حيث تبلغ حوالي 1/4 إلى 1/3 من الحجم ، [ 2 ] ومع زوايا خلط الكواركات في مصفوفة كابيبو - كوباياشي - ماسكاوا U CKM . يُنظر إلى التباين الذي تُشير إليه الطبيعة بين زوايا خلط الكواركات واللبتونات من منظور "تكامل الكواركات واللبتونات"، والذي يُمكن التعبير عنه بالعلاقات التالية:       

θ12PMNS+θ12CKM≈45∘،{\displaystyle \theta _{12}^{\text{PMNS}}+\theta _{12}^{\text{CKM}}\approx 45^{\circ }\,,}
θ23PMNS+θ23CKM≈45∘.{\displaystyle \theta _{23}^{\text{PMNS}}+\theta _{23}^{\text{CKM}}\approx 45^{\circ }\,.}

تم بحث العواقب المحتملة لـ QLC في الأدبيات، وعلى وجه الخصوص، تم اقتراح وتحليل علاقة بسيطة بين مصفوفات PMNS وCKM من حيث مصفوفة الارتباط . تُعرَّف مصفوفة الارتباط V M تقريبًا بأنها حاصل ضرب مصفوفات CKM و PMNS .

Vم=يوCKM⋅يوPMNS،{\displaystyle V_{\text{M}}=U_{\text{CKM}}\cdot U_{\text{PMNS}}\,,}

الوحدة تعني:

يوPMNS=يوCKM†Vم.{\displaystyle U_{\text{PMNS}}=U_{\text{CKM}}^{\dagger }V_{\text{M}}\,.}

أسئلة مفتوحة

قد يتساءل المرء عن مصدر مزج اللبتونات الكبيرة، وما إذا كانت هذه المعلومات مضمنة في شكل مصفوفة V- M . وقد خضع هذا السؤال لبحث مستفيض في الأدبيات العلمية، لكن الإجابة عليه لا تزال غير واضحة. علاوة على ذلك، في بعض نظريات التوحيد الكبرى (GUTs)، يمكن الحصول على ارتباط QLC مباشر بين مصفوفة مزج CKM ومصفوفة مزج PMNS . في هذا النوع من النماذج، تُحدد مصفوفة V- M بواسطة مصفوفة كتلة نيوترينو ماجورانا الثقيل.

على الرغم من العلاقات البسيطة بين زاويتي PMNS و CKM ، يُظهر تحليلٌ مُفصّل أن مصفوفة الارتباط متوافقة ظاهريًا مع نمط ثلاثي الحد الأقصى ، وبشكل هامشي فقط مع نمط ثنائي الحد الأقصى. من الممكن تضمين أشكال ثنائية الحد الأقصى لمصفوفة الارتباط V M في النماذج ذات تأثيرات إعادة التطبيع ذات الصلة، ولكن فقط في حالات مُحددة. لون برونزي⁡β>40 {\displaystyle \ \tan \beta >40\ }وبكتل نيوترينو شبه متماثلة.

انظر أيضاً

الحواشي

  1. بما أن مصفوفة CKM تربط الكواركات بالكواركات، ومصفوفة PMNS تربط اللبتونات باللبتونات، فإن الناتج الأولي يستخدم إحداثيات "غير متوافقة"؛ على الأقل، ينبغي أن توجد مصفوفة وحدوية بينهما، لتدوير محاورهما بحيث تتوافق إحداثيات اللبتونات مع إحداثيات الكواركات، قبل ضربهما. مع ذلك ، ونظرًا لعدم وجود دافع نظري واضح لأي دوران محدد حتى الآن، فإن الناتج مع محاور المصفوفة بدون أي محاذاة يُستخدم لتقديم تقديرات قد تحتاج إلى تعديل لاحقًا.

مراجع

  1. ↑ ر. فوت، هـ. ليو (1990). "نموذج متناظر بين الكوارك واللبتون". مجلة Physical Review D. 41 ( 11): 3502–3505 . Bibcode : 1990PhRvD..41.3502F . doi : 10.1103/PhysRevD.41.3502 . PMID 10012286 . 
  2. ↑ آن، إف بي؛ باي، جيه زد؛ بالانتكين، إيه بي؛ باند، إتش آر؛ بيفيس، دي؛ بيريجويت، دبليو؛ وآخرون (2012). "ملاحظة اختفاء الإلكترون-مضاد النيوترينو في خليج دايا". رسائل المراجعة الفيزيائية . 108 (17) 171803. arXiv : 1203.1669 . Bibcode : 2012PhRvL.108q1803A . doi : 10.1103/ PhysRevLett.108.171803 . PMID 22680853. S2CID 16580300 .