基于 Belle II 数据的 $B\to D\ell\nu_\ell$ 衰变确定 $|V_{cb}|$

我们基于 Belle II 实验在 SuperKEKB 碰撞器上记录的 $365~\mathrm{fb}^{-1}$ $e^+e^-\to\Upsilon(4S)\to B\bar B$ 数据样本，确定了来自衰变 $B\to D\ell\nu_\ell$ 的 Cabibbo-Kobayashi-Maskawa 矩阵元素 $|V_{cb}|$。一个 $B$ 介子的半带逝衰变重构为模式 $B^0\to D^-(\to K^+\pi^-\pi^-)\ell^+\nu_\ell$ 和 $B^+\to \bar D^0(\to K^+\pi^-)\ell^+\nu_\ell$，其中 $\ell$ 表示电子或μ子。推翻共轭。 $\Upsilon(4S)$ 事件中的第二个 $B$ 介子未被显式重构。通过对未观测中中子动量的包容性重构，我们确定了反弹变量 $w=v_B\cdot v_D$，其中 $v_B$ 和 $v_D$ 分别是 $B$ 和 $D$ 介子的 4-速度。我们测得总衰变分支率为 $\mathcal{B}(B^0\to D^-\ell^+\nu_\ell)=(2.06 \pm 0.05\,(\mathrm{stat.}) \pm 0.10\,(\mathrm{sys.}))\%$ 和 $\mathcal{B}(B^+\to\bar D^0\ell^+\nu_\ell)=(2.31 \pm 0.04\,(\mathrm{stat.}) \pm 0.09\,(\mathrm{sys.}))\%$。我们通过测量 $\mathcal{B}(B\to De\nu_e)/\mathcal{B}(B\to D\mu\nu_\mu)=1.020 \pm 0.020\,(\mathrm{stat.})\pm 0.022\,(\mathrm{sys.})$ 来探索夸克味均匀性。通过对 $w$ 作为函数的部分衰变分支率进行拟合，并使用 $B\to D$ 形式因子的平均晶体 QCD 计算，我们获得 $|V_{cb}|=(39.2\pm 0.4\,(\mathrm{stat.}) \pm 0.6\,(\mathrm{sys.}) \pm 0.5\,(\mathrm{th.})) \times 10^{-3}$。