卡比博-小林-益川矩阵(Cabibbo-Kobayashi-Maskawa,CKM或KM matrix)是
粒子物理标准模型的一个重要组成成分,它表征了顶类型和底类型
夸克间通过
W粒子弱相互作用的耦合强度。对二代夸克情形,它是由
意大利物理学家卡比博在1963年首先给出的,通常被称为卡比博矩阵或卡比博角。1973年
日本物理学家
小林诚和
益川敏英把它推广到三代夸克。三代矩阵含有
相位,可以用来解释弱相互作用中的电荷宇称对称性破缺(CP破坏),也被经常用来解释宇宙重子数不对称。CKM矩阵在
轻子中的对应是牧-中川-坂田矩阵(Maki-Nakagawa-Sakata或MNS)。
卡比博-小林-益川矩阵(Cabibbo-Kobayashi-Maskawa,CKM或KMmatrix)是
粒子物理标准模型的一个重要组成成分,它表征了顶类型和底类型
夸克间通过
W粒子弱相互作用的耦合强度。对二代夸克情形,它是由
意大利物理学家卡比博在1963年首先给出的,通常被称为卡比博矩阵或卡比博角。1973年
日本物理学家
小林诚和
益川敏英把它推广到三代夸克。三代矩阵含有
相位,可以用来解释弱相互作用中的电荷宇称对称性破缺(CP破坏),也被经常用来解释宇宙重子数不对称。CKM矩阵在
轻子中的对应是牧-中川-坂田矩阵(Maki-Nakagawa-Sakata或MNS)。
早期的粒子物理模型包涵三种夸克—
上夸克、
下夸克和
奇异夸克。在研究
强子的
弱衰变中,人们发现奇异数守恒的过程要比不守恒的过程进行得快约20倍。为解释此现象,卡比博引入了一个下夸克和奇异夸克(这两种夸克有相同的
量子数)之间的混合角θc。上夸克与下夸克和奇异夸克的相互作用耦合分别正比于此角的
余弦(cosθc)和
正弦(sinθc)。实验上sinθc约为0.23。
1973年,在一篇发表在日本期刊《理论物理学进展》上的题为“弱相互作用可重整化理论中的CP破坏”的论文中,小林诚和益川敏英把卡比博角推广到三代夸克。他们发现虽然一般的三维
幺正矩阵有九个实参数,但是只有四个具有物理意义,而其它的都可以被吸收到夸克
波函数的位相中而不为观测。四个物理参数中的一个是位相因子,它提供了CP破坏的微观机制,同时猜测了第三代夸克的存在,因此具有重大的物理意义。他们二人也因而与
南部阳一郎分享了2008年
诺贝尔物理学奖。
CP破坏是解释自宇宙大爆炸以来仅物质存在(即
反物质消失)的
萨哈罗夫三条件(热力学非平衡,重子数不守恒,C和CP对称性不守恒)之一,因此CKM矩阵在
粒子宇宙学中有着重要应用。但是现在公认的结论是实验测量到CP破坏的数量级,远不足以解释观测到的重子不对称度,因此重子生成必须有其他的来源。