基于含静态 b 夸克的格点 QCD 计算 $\Lambda_b \to p l^- \bar{\nu}$ 形状因子

我们展示了针对衰变过程 $\Lambda_b \to p \mu^- \bar{\nu}$ 的格点 QCD 形状因子计算结果，该过程是在大型强子对撞机（Large Hadron Collider）上测定 CKM 矩阵元 $|V_{ub}|$ 的一个有前景的渠道。在这项初步研究中，我们在静态 b 夸克极限下工作，此时独立形状因子的数量减少为两个。我们对轻夸克使用动力学域壁费米子（dynamical domain-wall fermions），并在单一大体积下，于两种不同的格点间距和多个轻夸克质量值处进行计算。利用我们的形状因子结果，我们计算了 $\Lambda_b \to p \mu^- \bar{\nu}$ 在 $14 GeV^2 \leq q^2 \leq q^2_{max}$ 范围内的微分衰变率，并得到积分值 $\int_{14 GeV^2}^{q^2_{max}} [d\Gamma/dq^2] dq^2 / |V_{ub}|^2 = 15.3 \pm 4.2 ps^{-1}$。结合未来的实验数据，这将提供一种测定 $|V_{ub}|$ 的新方法，其理论不确定度约为 15%。该不确定度主要源于对 b 夸克使用静态近似，可通过采用更复杂的重夸克作用量进行格点计算来进一步降低。