色允许底重子到 s 波与 p 波粲重子的非轻子衰变

本文研究了色允许底重子到 s 波和 p 波粲重子的非轻子衰变。粲重子包括自旋为 1/2 和 3/2 的态。具体地，我们考虑 $\Lambda_b\to \Lambda^{(*,**)}_c M^-$、$\Xi_b\to\Xi_c^{(**)} M^-$ 和 $\Omega_b\to\Omega^{(*,**)}_c M^-$ 衰变，其中 $M=\pi, K, \rho, K^*, a_1, D, D_s, D^*, D^*_s$，$\Lambda^{(*,**)}_c=\Lambda_c, \Lambda_c(2595), \Lambda_c(2625), \Lambda_c(2765), \Lambda_c(2940)$，$\Xi_c^{(**)}=\Xi_c, \Xi_c(2815), \Xi_c(2790)$，以及 $\Omega^{(*,**)}_c=\Omega_c, \Omega_c(2770), \Omega_c(3050), \Omega_c(3090), \Omega_c(3120)$。共有六类跃迁，即：(i) ${\cal B}_b({\bf \bar 3_f},1/2^+)$ 到 ${\cal B}_c({\bf \bar 3_f},1/2^+)$，(ii) ${\cal B}_b({\bf 6_f},1/2^+)$ 到 ${\cal B}_c({\bf 6_f},1/2^+)$，(iii) ${\cal B}_b({\bf 6_f},1/2^+)$ 到 ${\cal B}_c({\bf 6_f},3/2^+)$，(iv) ${\cal B}_b({\bf 6_f},1/2^+)$ 到 ${\cal B}_c({\bf 6_f},3/2^-)$，(v) ${\cal B}_b({\bf \bar 3_f},1/2^+)$ 到 ${\cal B}_c({\bf \bar 3_f},1/2^-)$，以及 (vi) ${\cal B}_b( {\bf \bar 3_f},1/2^+)$ 到 ${\cal B}_c({\bf \bar 3_f},3/2^-)$ 跃迁。类型 (i) 至 (iii) 涉及自旋 1/2 和 3/2 的 s 波粲重子，而类型 (iv) 至 (vi) 涉及自旋 1/2 和 3/2 的 p 波粲重子。跃迁形状因子在光前夸克模型方法中计算。我们提取了 $1/2\to 1/2$ 和 $1/2 \to 3/2$ 跃迁中的所有形状因子，并且发现它们合理地满足在重夸克极限下获得的关系，因为我们使用了重但有限的 $m_b$ 和 $m_c$。利用朴素因子化，我们预言了上述模式的衰变率与上-下不对称性，并可被实验检验。对这些衰变模式的研究可能揭示 $\Lambda_c(2765)$、$\Lambda_c(2940)$、$\Omega_c(3050)$、$\Omega_c(3090)$ 和 $\Omega_c(3120)$ 的量子数。