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肖振军教授与合作者在重子CP破坏的理论研究工作中取得突破性进展,相关成果已经发表在国际物理学顶级期刊《Physical Review Letters》 [1]。这一研究不仅揭示了重子CP破坏的动力学新机制,还为实验测量重子CP破坏提供了新方向,具有重要的科学意义。

粒子物理标准模型中 CP 破坏的唯一来源是CKM 机制,但CKM机制给出的 CP 破坏远不足以解释宇宙中正反物质不对称的程度,因此寻找新的CP破坏来源成为粒子物理研究的核心课题之一。此前对CP破坏的理论研究多关注于介子系统,肖振军教授与合作者近期基于微扰QCD理论,完成了对
等重子衰变过程的系统研究。研究发现,如图1所示,S波和P波分波振幅对b重子衰变过程的CP破坏均可以提供较大贡献,但各分波CP破坏之间普遍存在相互干涉抵消的现象,导致总的直接CP破坏变小,成功解释了LHCb实验观测到的
重子衰变CP破坏很小的问题 [2,3]。研究团队进一步提出 [1],可以通过对
等衰变过程的角分布分析,构造新的CP破坏观测量,帮助实验捕捉到显著的CP破坏信号。
在该论文审稿期间,欧洲核子研究中心LHCb实验合作组在今年3月26日宣布一项里程碑式的突破:他们通过对
衰变过程实验数据的分析,首次观测到b重子衰变中比较小的直接CP破坏,
,置信度达到5.2σ,相关实验成果(arXiv:2503.16954)很快被《Nature》[4]接受发表。LHCb实验组的这篇论文引用并高度评价了我们的论文[1],这充分体现了理论和实验相互支持、实现共同发展。

图1:CPVs measured in B meson and
decays, and our predictions [1].
该研究工作由网赌
肖振军教授和兰州大学于福升教授、韩佳杰博士后、余纪新博士、汪建鹏博士、南京农业大学李亚副教授、兰州大学客座特聘教授李湘楠共同完成,得到了国家自然科学基金重点项目[5]和其它科研项目的支持。合作团队发展的微扰QCD因子化理论方法为b重子衰变的精确计算奠定了基础,其成果不仅深化了对重子衰变动力学机制的理解,还为现在和未来的实验探索提供了理论支撑。这一突破性进展为揭示宇宙物质起源的奥秘迈出了重要一步。
该论文的第一作者韩佳杰和第二通讯作者李亚均为肖振军教授的毕业博士生。此项重大研究成果的完成再次彰显了我校在粒子物理理论研究领域的科研实力,也为后续相关理论研究和实验测量开辟了新的方向。
参考信息:
[1] Jia-Jie.Han, Ji-Xin Yu. Ya Li, Hsiang-nan Li, Jian-Peng Wang, Zhen-Jun Xiao and Fu-Sheng Yu, Establishing CP violation in b-baryon decays,Phys. Rev. Lett. 134 (2025) 221801,arXiv: 2409.02821 [hep-ph].
[2] R. Aaij et al., (LHCb collaboration), Search for CP violation in
and
decays, Phys.Lett.B 787 (2018) 124, arXiv: 1807.02554 [hep-ex].
[3] R. Aaij et al., (LHCb collaboration), Measurement of CP asymmetries in
decays, Phys.Rev.D 111 (2025) 092004, arXiv: 2412.13958[hep-ex].
[4] R. Aaij et al., (LHCb collaboration), Observation of charge-parity symmetry breaking in baryon decays, Nature,2025, in press; arXiv: 2503.16954[hep-ex].
[5] 重味重子衰变及其CP破坏的理论研究,国家自然科学基金重点项目,12335003,239万,
2024.01-2028.12, 主持人:于福升,主要成员:李湘楠,王伟,肖振军。