Wie unterdrückt die Einführung des Charm-Quarks FCNC?

Ich habe heute etwas über den GIM-Mechanismus gelesen und verstehe einfach nicht, wie er funktioniert. Ich verstehe, wie die CKM-Matrix verwendet werden kann, um die grundlegende Berechnung der Wahrscheinlichkeit durchzuführen, beispielsweise ein Up-Quark nach dem Zerfall eines Strange-Quarks über die schwache Wechselwirkung zu beobachten. Ich verstehe jedoch nicht, wie die CKM-Matrix auf diese Feynman-Diagramme angewendet wird:

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Ich sehe, dass die Eckpunkte für die schwachen Wechselwirkungen der Quarks mit den entsprechenden Matrixelementen beschriftet sind, aber wie schließe ich aus diesen beiden Feynman-Diagrammen, dass sie sich gegenseitig aufheben?

Denken Sie daran, Akronyme zu buchstabieren.

Antworten (1)

Nun ja, die beiden interferierenden Amplitudendiagramme heben sich nicht ganz auf, sie heben sich fast auf. Das heißt, in der fiktiven Grenze, dass die Masse von u und die Masse von c identisch waren , wären die beiden Diagramme identisch mit Ausnahme des Minuszeichens des Einflusses der Cabbibo (CKM für 3 Generationen) Matrix auf die Eckpunkte, die Sie versichern uns, dass Sie sich wohl fühlen.

In dem Maße, in dem sich die Massen der beiden Quarks in den inneren Linien unterscheiden, unterscheiden sich ihre Auswirkungen auf die jeweiligen Propagatoren und damit auch die jeweiligen Ergebnisse der Schleifen. Tatsächlich berechnen gute SM-Bücher die nicht verschwindende, aber stark unterdrückte Amplitude. Es ist eine Funktion von M C / M u was auf 0 geht, wenn dieses Verhältnis auf 1 geht. So etwas wie ∝ G 4 M C 2 M W 2 ( 1 − M u 2 / M C 2 ) .

Sie könnten also vernünftigerweise einwenden, dass der Term in der Klammer viel näher an 1 als an 0 liegt. Aber sehen Sie sich den Faktor an, der ihn multipliziert, a 2 M C 2 / M W 2 , und wie klein es ist: tun Sie dies. (Trotzdem, wenn das ein Teil Ihrer Verwirrung war, erhöht die Einführung von c perverserweise tatsächlich die Δ S = 1 bewerten statt unterdrücken! Historisch wurde die Rate verwendet, um die Masse des damals hypothetischen c von oben zu begrenzen!)

Wenn die dritte Generation eingeführt wird, erfüllt die 3x3-Unitary-Analog-Matrix (CKM) die gleiche Funktion. Die Massenverhältnisse der Quarks sind größer, aber die Kopplungen an den Scheitelpunkten sind unterdrückt, also ist der Effekt der Vernachlässigung der 3. Generation, wenn ich mich recht erinnere, nicht dramatisch.

  • Hypothetischer Zusatzkredit: In einer imaginären Welt, in der sich die Massen von u und c um ein Teil pro Million unterscheiden, aber riesig sind, sagen wir die Hälfte der Masse von W , würden Sie diese seltsamkeitsverändernde neutrale Stromamplitude unterdrücken lassen oder nicht?
Basierend auf dem, was Sie über die Amplitude geschrieben haben, würde der FCNC nicht unterdrückt, wenn wir riesige Quarkmassen hätten. Vielen Dank für diese ausführliche Erklärung. Aber ich frage mich, wie ich auf diese Amplitude komme. Ich hatte nur eine Einführungsvorlesung in die Teilchenphysik, also ist die Quantenfeldtheorie ein bisschen überfordert, aber gibt es eine Gleichung, die ich verstehen kann, die die Matrix und die Quarkmassen verwendet, um schließlich die Amplitude zu erhalten (sagen wir, die dritte Generation zu ignorieren). Quarks der Einfachheit halber)?
Ah, Entschuldigung ... Ich habe keine Verknüpfung zur Feynman-Diagrammberechnung, also eine Umgehung von QFT ...
Wie unterdrückt die Einführung des Charm-Quarks FCNC?
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