$\Lambda^0_b \to pK^-\pi^+\pi^-$ 及其 U-spin 伴衰变中的大 CP 破坏

LHCb 合作组最近在 $b$ 重子衰变 $\Lambda^0_b \to pK^-\pi^+\pi^-$ 中发现了较大的 CP 破坏率不对称性。这是重子过程中 CP 破坏的首次观测，为检验其标准模型起源打开了新窗口。预计还有许多重子衰变将展现出可观测的 CP 破坏信号。我们证明，在 U-spin 对称性极限下，U-spin 伴衰变模式 $\Xi^0_b \to \Sigma^+\pi^- K^+K^-$ 中同样存在较大的 CP 破坏，其率不对称性为 $$A_{CP}(\Xi^0_b \to \Sigma^+\pi^- K^+ K^-) = - A_{CP}(\Lambda^0_b \to p K^- \pi^+ \pi^-)~ \frac{Br(\Lambda^0_b \to p K^- \pi^+ \pi^-)}{Br(\Xi^0_b \to \Sigma^+ \pi^- K^+ K^-)}~ \frac{\tau^{\Xi_b}}{\tau^{\Lambda_b}}$$ 通过忽略振幅中的次主导贡献，我们得到 $$A_{CP}(\Lambda^0_b \to p \pi^+ \pi^- \pi^-) = A_{CP}( \Xi^0_b \to \Sigma^+\pi^- K^+ K^-) = -(12 \pm 3 ) \%.$$ 这些预测为标准模型提供了关键检验。