Quark-Lepton-Komplementarität - Quark–lepton complementarity

Die Quark-Lepton-Komplementarität ( QLC ) ist eine mögliche fundamentale Symmetrie zwischen Quarks und Leptonen . Es wurde erstmals 1990 von Foot und Lew vorgeschlagen und geht davon aus, dass sowohl Leptonen als auch Quarks in drei „ Farben “ vorkommen. Eine solche Theorie kann das Standardmodell bei niedrigen Energien reproduzieren , und somit kann Quark-Lepton-Symmetrie in der Natur realisiert werden.

Mögliche Beweise für QLC

Neuere Neutrinoexperimente bestätigen, dass die Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata-Matrix U _PMNS große Mischungswinkel enthält . Zum Beispiel ergeben atmosphärische Messungen des Partikelzerfalls
θ^PMNS
₂₃ ≈ 45°, während Solarexperimente ergeben
θ^PMNS
₁₂ 34°. Vergleichen Sie diese Ergebnisse mit
θ^PMNS
₁₃ ≈ 9° was deutlich kleiner ist, bei ca. 1/4~1/3× der Größe, und mit den Quark-Mischungswinkeln in der Cabibbo-Kobayashi-Maskawa-Matrix U _CKM  . Die Disparität, die die Natur zwischen den Mischungswinkeln von Quark und Lepton anzeigt, wurde im Sinne einer "Quark-Lepton-Komplementarität" betrachtet, die in den Beziehungen ausgedrückt werden kann

${\displaystyle \theta_{12}^{PMNS}+\theta_{12}^{CKM}\approx 45^{\circ }\,,}$

${\displaystyle \theta_{23}^{PMNS}+\theta_{23}^{CKM}\approx 45^{\circ }\,.}$

Mögliche Konsequenzen von QLC wurden in der Literatur untersucht und insbesondere eine einfache Korrespondenz zwischen den PMNS- und CKM-Matrizen vorgeschlagen und in Form einer Korrelationsmatrix analysiert . Die Korrelationsmatrix V _M wird grob als das Produkt der definierten CKM und PMNS Matrices:

${\displaystyle V_{\mathrm{M}}=U_{\mathrm{CKM}}\cdot U_{\mathrm{PMNS}}~,}$

Einheitlichkeit impliziert:

${\displaystyle U_{\mathrm{PMNS}}=U_{\mathrm{CKM}}^{\dagger}V_{\mathrm{M}}~.}$

Offene Fragen

Man kann sich fragen, woher die großen Leptonen-Mischungen kommen? Liegen diese Informationen implizit in Form der Matrix vor? Diese Frage wurde in der Literatur vielfach untersucht, ihre Antwort ist jedoch noch offen. Darüber hinaus kann in einigen Grand Unification Theories (GUTs) die direkte QLC-Korrelation zwischen der CKM und der PMNS- Mischmatrix erhalten werden. In dieser Modellklasse wird die Matrix durch die schwere Majorana- Neutrino-Massenmatrix bestimmt. ${\displaystyle V_{M}}$${\displaystyle V_{M}}$

Trotz der naiven Beziehungen zwischen PMNS- und CKM- Winkel zeigt eine detaillierte Analyse, dass die Korrelationsmatrix phänomenologisch mit einem tribimaximalen Muster und nur marginal mit einem bimaximalen Muster kompatibel ist. Es ist möglich, bimaximale Formen der Korrelationsmatrix in Modelle mit relevanten Renormierungseffekten aufzunehmen, jedoch nur in besonderen Fällen mit und mit quasi-entarteten Neutrinomassen. ${\displaystyle V_{M}}$${\displaystyle \tan\beta >40}$

Siehe auch

• Leptoquark

Fußnoten

Verweise

• Chauhan, BC; Picariello, M.; Pulido, J.; Torrente-Lujan, E. (2007). "Quark-Lepton-Komplementarität, Neutrino- und Standardmodelldaten prognostizieren θ^PMNS
  ₁₃ = (9+1
  -2)°". European Physical Journal C . 50 (3): 573–578. arXiv : hep-ph/0605032 . Bibcode : 2007EPJC...50..573C . doi : 10.1140/epjc/s10052-007-0212-z . S2CID  118.107.624 .
• Patel, KM (2011). „Ein SO (10) × S ₄ Modell der Quark-Lepton-Komplementarität“. Physik Buchstaben B . 695 (1–4): 225–230. arXiv : 1008.5061 . Bibcode : 2011PhLB..695..225P . doi : 10.1016/j.physletb.2010.11.024 . S2CID  118623115 .