O que é ckm?

Matriz CKM (Cabibbo-Kobayashi-Maskawa)

A matriz CKM é uma matriz unitária, na física de partículas, que contém informações sobre a força fraca de decaimento dos quarks. Especificamente, ela descreve o descompasso entre os autoestados de massa dos quarks e os autoestados de sabor. Em outras palavras, ela quantifica a força com que cada quark se transforma em outro quark sob a ação da força fraca.

Formalismo:

A matriz CKM, normalmente representada por V, relaciona os quarks "up-type" (u, c, t) aos quarks "down-type" (d, s, b) através da interação fraca. Ela é uma matriz 3x3, sendo escrita geralmente como:

V = | Vud  Vus  Vub |
    | Vcd  Vcs  Vcb |
    | Vtd  Vts  Vtb |

Onde:

• Vud, Vus, Vub, Vcd, Vcs, Vcb, Vtd, Vts, Vtb representam os elementos da matriz, que determinam a probabilidade de um quark "up-type" se transformar em um quark "down-type" através da interação fraca. |Vxy|^2 representa a probabilidade de um quark x transformar-se em um quark y.

Propriedades importantes:

• Unitaridade: A matriz CKM é unitária, o que significa que V^†V = VV^† = I, onde V^† é a transposta conjugada de V e I é a matriz identidade. Essa propriedade impõe restrições importantes sobre os valores dos elementos da matriz e implica que a soma dos quadrados dos módulos dos elementos de cada linha e coluna é igual a 1. As condições de unitariedade levam a relações como:

  • VudVus + VcdVcs + Vtd*Vts = 0
  • VubVcb + VusVcs + Vud*Vcd = 0

• Violação de CP: A matriz CKM é a principal fonte de <a href="https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/violação%20de%20CP">violação de CP</a> no Modelo Padrão da física de partículas. A violação de CP, que significa violação da simetria entre matéria e antimatéria, é essencial para explicar a predominância da matéria sobre a antimatéria no universo. A fase complexa nos elementos da matriz CKM permite essa violação.

• Hierarquia: Os elementos da matriz CKM exibem uma hierarquia, com os elementos diagonais sendo próximos de 1 e os elementos fora da diagonal diminuindo à medida que se afastam da diagonal principal. Isso reflete a tendência dos quarks de decaírem para quarks de famílias mais próximas.

Determinação dos Elementos:

Os valores dos elementos da matriz CKM são determinados experimentalmente através do estudo de decaimentos de quarks e mésons. A precisão com que esses elementos são conhecidos é um campo de pesquisa contínuo.

Parametrizações:

Existem diferentes parametrizações da matriz CKM, como a parametrização padrão (em termos de ângulos de Euler e uma fase complexa) e a parametrização de Wolfenstein (que utiliza potências de um pequeno parâmetro λ ≈ 0.22).

Importância:

A matriz CKM é uma ferramenta crucial para entender a física dos quarks e a interação fraca. Ela fornece uma base para prever e interpretar os resultados de experimentos em física de partículas, especialmente aqueles relacionados a decaimentos de quarks e <a href="https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/violação%20de%20CP">violação de CP</a>. O estudo da matriz CKM ajuda a refinar e testar o Modelo Padrão da física de partículas, e pode fornecer pistas sobre física além do Modelo Padrão.