Der Cabibbo-Winkel $ \theta _{\mathrm {c} } $ der Teilchenphysik ist der 1963[1] von Nicola Cabibbo postulierte Mischungswinkel der ersten beiden Quarkgenerationen bezüglich der schwachen Wechselwirkung. Er beschreibt den Zusammenhang zwischen schwachen und starken Eigenzuständen bei up-/down- und charm-/strange-Quarks.
Motivation hierfür waren die experimentellen schwachen Übergänge, bei denen Quarks der zweiten Generation (charm/strange) über die schwache Wechselwirkung in Quarks der ersten Generation (up/down) zerfallen können. Ein solcher Wechsel der Quarkgeneration ist in keiner anderen Wechselwirkung möglich.
Cabibbo postulierte eine Mischungsmatrix
mit
jeweils des down- und des strange-Quarks.
So enthält ein strange-Quark automatisch Anteile an d′ und kann somit durch Kopplung an ein W-Boson (Austauschteilchen der schwachen Wechselwirkung) in ein up-Quark zerfallen.
Der experimentelle Wert der Mischung der ersten beiden Quarkgenerationen ist $ \left|\sin(\theta _{\mathrm {c} })\right|=|V_{us}|=0{,}2255\pm 0{,}0019 $.[2] Der zugehörige Cabibbo-Winkel von rund 13° wird hingegen nur selten angegeben.
Zum Zeitpunkt der Definition des Cabibbo-Winkels war die dritte Quarkgeneration (top/bottom) noch nicht bekannt. Sie wurde erst 1973 vorausgesagt, als Makoto Kobayashi und Toshihide Masukawa Cabibbos Modell auf drei Dimensionen und damit zur CKM-Matrix erweiterten. Dies wurde 1977 durch die Entdeckung des bottom-Quarks und endgültig 1995 durch die Entdeckung des top-Quarks experimentell belegt. Für die korrekte Vorhersage erhielten sie 2008 zusammen mit Yōichirō Nambu den Nobelpreis für Physik. Erst mit der CKM-Matrix konnten CP-Verletzungen erklärt werden.
Da Übergänge zwischen den ersten beiden Generationen auch nach der Entdeckung der dritten Generation am wahrscheinlichsten sind, stellt der Cabibbo-Winkel nach wie vor ein nützliches Werkzeug dar.
