Mecanismo GIM

En física de partículas , el mecanismo GIM (o mecanismo de Glashow–Iliopoulos–Maiani ) es supuestamente el mecanismo a través del cual se suprimen las corrientes neutras que cambian el sabor (FCNC) en los diagramas de bucle . También explica por qué se suprimen las interacciones débiles que cambian la extrañeza en 2 (transiciones Δ S = 2), mientras que se permiten las que cambian la extrañeza en 1 (transiciones Δ S = 1), pero solo en interacciones de corriente cargada.

El mecanismo fue propuesto en un famoso artículo de Glashow, Iliopoulos y Maiani (1970); ^[1] en ese momento, solo se creía que existían tres quarks ( up , down y strange ). Bjorken y Glashow (1964) habían predicho previamente un cuarto quark , ^[2] pero había poca evidencia de su existencia. Sin embargo, el mecanismo GIM requería la existencia de un cuarto quark, y la predicción del quark charm generalmente se atribuye a Glashow , Iliopoulos y Maiani (iniciales "GI M"). ^[1]

El mecanismo se basa en la unitaridad de la matriz de mezcla de sabores de corriente débil cargada , que entra en los dos vértices de un diagrama de caja de un bucle que involucra intercambios de bosones W. Aunque los intercambios de bosones Z ⁰ son neutrales en cuanto al sabor (es decir, prohíben FCNC), el diagrama de caja induce FCNC, pero a un nivel muy pequeño. La pequeñez está determinada por la diferencia al cuadrado de la masa de los diferentes quarks virtuales intercambiados en el diagrama de caja, originalmente los quarks uc , en la escala de la masa W.

La pequeñez de esta cantidad explica la supresión de la FCNC inducida, lo que determina una desintegración poco frecuente , , ilustrada en la figura. Si esa diferencia de masa fuera ignorable, el signo menos entre los dos diagramas de caja que interfieren (en sí mismo una consecuencia de la unitaridad de la matriz de Cabibbo ) conduciría a una cancelación completa y, por lo tanto, a un efecto nulo. ${\displaystyle K_{L}\to \mu ^{+}\mu ^{-}}$

• Das, Ashok ; Ferbel, Thomas (2006) [2003]. "Capítulo 14 Modelo estándar y confrontación con datos" . Introducción a la física nuclear y de partículas (2.ª ed.). Singapur: World Scientific . págs. 345 y siguientes. ISBN 981-238-744-7. OCLC  849916889 . Consultado el 20 de agosto de 2024 .
• Iliopoulos, J. (2010). "Mecanismo de Glashow-Iliopoulos-Maiani". Scholarpedia . 5 (5): 7125. Código bibliográfico : 2010SchpJ...5.7125I. doi : 10.4249/scholarpedia.7125 .
• Popescu, Bogdan F. (febrero de 2006). «Interacciones débiles (1)» (apuntes del curso). Física 842. Universidad de Cincinnati . pp. 45–48. weak1.ppt. Archivado desde el original el 11 de marzo de 2012. Consultado el 4 de septiembre de 2010 .