b 重子衰变中 CP 破坏的新提取方法

我们研究 $\Xi_b^- \to \Xi^- D$ 的 b 重子衰变中的 CP 破坏,其中 $D = D^0, \bar{D}^0$ 及 $D_i~(i=1,2)$。我们发现这些重子衰变过程由于不存在相对强相位,为测量弱相位提供了理想机会。明确地说,我们将 CKM 矩阵元 $\bar{\rho}$ 和 $\bar{\eta}$ 与衰变率比值 $R_i= \Gamma(\Xi_b^- \to \Xi^-D_{i} ) / \Gamma( \Xi_b^- \to \Xi^-D^0 )$ 相关联,且不涉及电荷共轭态。作为补充,我们也考察了 $\Lambda_b \to \Lambda(\to p \pi^- ) D$ 的衰变分布。共有 32 个衰变可观测量,可由 9 个实参数参数化,使实验能够提取 CKM 幺正三角形中的角 $\gamma\equiv \arg(-V_{ud}V_{ub}^*/V_{cd}V_{cb}^*)$。此外,我们讨论了实验测量的可行性。我们发现 $\bar{\rho}$ 和 $\bar{\eta}$ 可在 LHCb Run3 由 $\Xi_b^- \to \Xi^- D$ 提取,而对 $\Lambda_b \to \Lambda(\to p \pi^-)D$ 的完整分析可在 LHCb Run4 进行。