La saveur est une caractéristique qui permet de différencier les différents fermions dont certaines propriétés sont similaires.
L'histoire raconte que Murray Gell-Mann et Harald Fritzsch allaient déjeuner lorsqu'ils auraient vu la publicité de Baskin-Robbin, une chaîne de crème glacée vantant son offre de 31 saveurs différentes.
Ce terme a été introduit lors de la découverte du quark étrange lors de la détection du kaon en 1964.
les multiplets $J^P=0^-$ où l'on trouve entre autres, les pions ($S=0$), et deux doublets de kaons $K$ - $K^+$ et $K^0$, $S=+1$ - et - $\bar K^0$ et $K^-$, $S=-1$ -.
Désintégrations des kaons neutres
(Figure : vetopsy.fr)les multiplets $J^P=1/2^+$ où l'on trouve entre autres, les nucléons, proton et neutron avec $S=0$.
L'étrangeté est conservée de manière additive ($\Delta S=0$) :
$p+\pi^-\rightarrow\;\Lambda^0+K^-$ : $\Delta S=0+0=(-1)+(+1)=0$, i.e. cette désintégration est possible.
$p+\pi^-\rightarrow\;n+K^++K^-$ : $\Delta S=0+0=(0)+(+1)+(-1)=0$, i.e. cette désintégration est possible.
$p+\pi^-\nrightarrow\;p+K^0\rightarrow\;n+K^++K^-$ : $\Delta S=0+0=(0)+(-1)=-1$, i.e. cette désintégration est impossible.
Les désintégrations faibles sont possibles si $|\Delta S|=1$ :
Les trois autres saveurs sont définies de la même manière pour pouvoir expliquer certaines désintégrations :
Charm : $C=(n_{\displaystyle c}-n_{\displaystyle\bar c})$, où $(n_{\displaystyle c}$ est le nombre de quarks charm $(c)$ et $n_{\displaystyle\bar c}$, le nombre d'antiquarks charm $(\bar c)$ ;
Bottomness ou beauty : $B'$ ou $\tilde B=(n_{\displaystyle b}-n_{\displaystyle\bar b})$ ;
La saveur d'un méson non-neutre a le même signe que sa charge.
Oscillations de saveurs
La probabilité de changement de saveur par l'interaction faible d'un quark est donnée par la matrice CKM ou matrice de Cabibbo–Kobayashi–Maskawa (appelée aussi matrice de mélange des quarks).
Elle décrit la différence entre les états propres des quarks libres et ceux des quarks en interaction faible, i.e. des mélanges de quarks (cf. calculs).
Désintégration du baryon $\Lambda$
et angle de Cabibbo (Figure : vetopsy.fr)
Pour bien comprendre le nombre de paramètres de cette matrice $V$, il faut savoir que si $N$ est le nombre de générations de quarks ($2N$ saveurs, i.e. $6$), et $N\times N$, la matrice unitaire, i.e. $VV^\dagger=I$, qui requiert $N^2$ paramètres réels, alors :
$2N-1$ paramètres ne sont pas physiquement significatifs, et il reste donc $N^2-(2N-1)=(N-1)^2$ de variables indépendantes - $4$ - ;
$N(N-1)/2$ sont les angles de mélange de quarks, soit les $3$ angles d'Euler ($\theta_{12}$, $\theta_{23}$, $\theta_{13}$. Comme Cabibbo ne connaissait que 2 générations de quarks, on ne retrouvait qu'un angle, appelé angle de Cabibbo ($\theta_c$).
Les points $d'$ et $s'$ sont obtenus par simple rotation de $\theta_c$ des points $d$ et $s$ , tel que $d'=d\,cos\,\theta_c+s\,sin\,\theta_c$ et $s'=-d\,sin\,\theta_c+s\,cos\,\theta_c$.
En 2014, les mesures très approximatives sont de 13,04° pour $\theta_{12}$, 2,38° pour $\theta_{23}$, 0,20° pour $\theta_{13}$ et 68,78° pour $\delta_{13}$.
La matrice PMNS ou matrice de Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata est l'équivalent pour les neutrinos de la matrice CKM.
SU(3) et voie octuple
On peut envisager une symétrie de rotation de saveur observée dans les interactions des baryons et des mésons.
L'étude de cette symétrie a conduit à la découverte et la compréhension des quarks par Muray Gell-Mann et du développement de la théorie de Yang-Mills.
Noble sentier occulte
(chemin du milieu du Bouddhisme)
Si on ne regarde les quarks que sous l'aspect de l'interaction forte et selon les vecteurs définis par les axes tridimensionnels de l'espace abstrait, on voit que :
Quark up $\rightarrow\;\begin{pmatrix}1\\0\\0\end{pmatrix}$, Quark down $\rightarrow\;\begin{pmatrix}0\\1\\0\end{pmatrix}$ et Quark strange $\rightarrow\;\begin{pmatrix}0\\0\\1\end{pmatrix}$
Par exemple, la rotation de saveur $A\begin{pmatrix}0&1&0\\-1&0&0\\0&0&1\end{pmatrix}$ transforme simultanément tous les quarks up en quarks down et vice versa.
Toutefois ces rotations de saveur ne sont que des symétries approximatives car les masses des quarks et leurs interactions faibles sont différentes.
