Complémentarité quark-lepton

Des expériences récentes dans les années 2010 sur les neutrinos confirment que la matrice de Pontecorvo-Maki-Nakagawa-Sakata présente des angles de mélange importants^[2]. Par exemple, les mesures atmosphériques de la désintégration des particules donnent θPMNS
23 ≈ 45°, tandis que les expériences solaires donnent θPMNS
12 ≈ 34°. Comparez ces résultats avec θPMNS
13 ≈ 9°, qui est nettement plus petit, d'environ ⁠1/4~1/3× la taille^[3], et avec les angles de mélange des quarks dans la matrice de Cabibbo-Kobayashi-Maskawa. La disparité que la nature indique entre les angles de mélange des quarks et des leptons a été considérée en termes de « complémentarité quark-lepton », qui peut être exprimée par les relations :

${\displaystyle \theta _{12}^{\text{PMNS}}+\theta _{12}^{\text{CKM}}\approx 45^{\circ }\,,}$

${\displaystyle \theta _{23}^{\text{PMNS}}+\theta _{23}^{\text{CKM}}\approx 45^{\circ }\,.}$

Les conséquences possibles de la QLC ont été étudiées dans la littérature. En particulier, une correspondance simple entre les matrices PMNS et CKM a été proposée et analysée en termes de matrice de corrélation. La matrice de corrélation V_M est approximativement définie comme le produit des matrices CKM et PMNS :

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

L'unitarité implique :

${\displaystyle U_{\text{PMNS}}=U_{\text{CKM}}^{\dagger }V_{\text{M}}\,.}$