⚛️ high-energy experiments

Measurement of the $Ω_b^-$ baryon lifetime

Using LHCb Run 2 data, this paper measures the lifetime ratio of $\Omega_b^-$ to $\Xi_b^-$ baryons to be $1.109\pm0.055\pm0.010$ , yielding an improved $\Omega_b^-$ lifetime of $1.751\pm0.089\pm0.022$ ps that aligns with heavy quark expansion theoretical predictions.

Original authors: LHCb collaboration, R. Aaij, M. Abdelfatah, A. S. W. Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, A. A. Adefisoye, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, C. Agapopoulou, C. A. Aidala, S. LHCb collaboration, R. Aaij, M. Abdelfatah, A. S. W. Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, A. A. Adefisoye, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, C. Agapopoulou, C. A. Aidala, S. Akar, K. Akiba, H. Al Saleh, P. Albicocco, J. Albrecht, R. Aleksiejunas, F. Alessio, P. Alvarez Cartelle, A. A. Alves, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, Z. Amos, L. An, L. Anderlini, P. Andreola, M. Andreotti, S. Andres Estrada, A. Anelli, D. Ao, C. Arata, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, L. Arnone, M. Artuso, E. Aslanides, R. Ataíde Da Silva, M. Atzeni, B. Audurier, J. A. Authier, D. Bacher, I. Bachiller Perea, S. Bachmann, M. Bachmayer, J. J. Back, M. Bai, Z. B. Bai, V. Balagura, A. Balboni, W. Baldini, Z. Baldwin, L. Balzani, H. Bao, J. Baptista de Souza Leite, C. Barbero Pretel, I. R. Barbosa, W. Barker, R. J. Barlow, M. Barnyakov, S. Baron, S. Barsuk, W. Barter, J. Bartz, S. Bashir, B. Batsukh, P. B. Battista, A. Bavarchee, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I. B. Bediaga, N. A. Behling, S. Belin, A. Bellavista, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, J. L. M. Berkey, R. Bernet, A. Bertolin, L. Bertsch, F. Betti, J. Bex, O. Bezshyyko, S. Bhattacharya, M. S. Bieker, N. V. Biesuz, A. Biolchini, M. Birch, F. C. R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J. E. Blank, S. Blusk, J. A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bohare, C. Bolognani, R. B. Bonacci, A. Bordelius, F. Borgato, S. Borghi, M. Borsato, J. T. Borsuk, E. Bottalico, S. A. Bouchiba, M. Bovill, T. J. V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, J. D. Brandenburg, A. Brea Rodriguez, N. Breer, C. Breitfeld, J. Brodzicka, J. Brown, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, C. Burr, E. Butera, C. Buti, J. S. Butter, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, A. Campomagnani, A. C. Campos, A. F. Campoverde Quezada, Y. Cao, S. Capelli, M. Caporale, L. Capriotti, R. Caravaca-Mora, A. Carbone, L. Carcedo Salgado, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, I. Celestino, S. Cesare, A. J. Chadwick, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, R. Cheaib, M. Chefdeville, C. Chen, J. Chen, S. Chen, Z. Chen, A. Chen Hu, M. Cherif, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, G. Chizhik, V. Chobanova, A. Christakakis, M. Chrzaszcz, Y. Chu, V. Chulikov, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, P. Cifra, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, C. Cocha Toapaxi, V. Coco, A. Codovini, C. S. Codovini, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, S. Collaviti, P. Collins, T. Colombo, M. Colonna, A. Comerma-Montells, L. Congedo, J. Connaughton, A. Contu, N. Cooke, A. Corallo, G. Cordova, C. Coronel, I. Corredoira, A. Correia, G. Corti, G. C. Costantino, C. Cotirlan, J. Cottee Meldrum, B. Couturier, D. C. Craik, N. Crepet, M. Cruz Torres, M. Cubero Campos, E. Curras Rivera, R. Currie, C. L. Da Silva, X. Dai, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, G. Darze, A. Davidson, O. De Aguiar Francisco, C. De Angelis, F. De Benedetti, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, F. De Gregorio, E. De Lucia, J. M. De Miranda, L. De Paula, A. De Robertis, E. De Santis, M. De Serio, P. De Simone, F. De Vellis, J. A. de Vries, F. Debernardis, D. Decamp, S. Dekkers, L. Del Buono, B. Demaire-Lepape, J. Deng, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, J. F. Diverchy, A. D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, F. Dordei, J. Dorta Moreno, A. C. dos Reis, J. Dos Santos Oliveira, A. D. Dowling, L. Dreyfus, W. Duan, P. Duda, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M. M. Duras, J. M. Durham, K. Duwe, A. Dziurda, S. Easo, E. Eckstein, U. Egede, S. Eisenhardt, E. Ejopu, L. Eklund, M. Elashri, D. Elizondo Blanco, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, T. Evans, F. Fabiano, S. Faghih, L. N. Falcao, B. Fang, R. Fantechi, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, F. Fassin, D. Fazzini, L. Felkowski, C. Feng, M. Feng, A. Fernandez Casani, M. Fernandez Gomez, B. Fernandez Rodino, J. Fernandez-John, A. D. Fernez, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, R. A. Fini, R. Fiorenza, M. Fiorini, M. Firlej, D. S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, A. Fomin, M. Fontana, M. Fontes Vaz, L. A. Foreman, R. Forty, D. Foulds-Holt, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D. A. Friday, J. Fu, Y. Fu, Q. Führing, T. Fulghesu, M. Fulghieri, G. Galati, M. D. Galati, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, B. Ganie, H. Gao, R. Gao, T. Q. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. Gao, L. M. Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. García Pardiñas, P. Gardner, L. Garrido, C. Gaspar, A. Gavrikov, J. George, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, S. Ghizzo, Z. Ghorbanimoghaddam, F. I. Giasemis, V. Gibson, H. K. Giemza, A. L. Gilman, M. Giovannetti, A. Gioventù, L. Girardey, M. A. Giza, F. C. Glaser, V. V. Gligorov, A. Glioti, C. Göbel, L. Golinka-Bezshyyko, E. Golobardes, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, A. G. Gomez Mongui, W. Gomulka, F. Goncalves Abrantes, I. Gonçales Vaz, M. Goncerz, G. Gong, S. Gong, J. A. Gooding, C. Gotti, E. Govorkova, J. P. Grabowski, L. A. Granado Cardoso, R. Grande Quartieri, E. Graugés, E. Graverini, L. Grazette, G. Graziani, A. T. Grecu, N. A. Grieser, L. Grillo, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, M. Guittiere, A. -K. Guseinov, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. Haken, G. Hallett, P. M. Hamilton, Q. Han, S. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. J. Harris, L. Hartman, M. Hartmann, S. Hashmi, J. He, N. Heatley, A. Hedes, F. Hemmer, C. Henderson, R. Henderson, R. D. L. Henderson, A. M. Hennequin, K. Hennessy, A. Henrot, J. Herd, P. Herrero Gascon, J. Heuel, A. Heyn, A. Hicheur, G. Hijano Mendizabal, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, D. C. Houston, N. Howarth, W. Hu, X. Hu, W. Hulsbergen, R. J. Hunter, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, A. Iohner, S. Jacevicius, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, T. Jakoubek, E. Jans, A. Jawahery, C. Jayaweera, A. Jelavic, V. Jevtic, Z. Jia, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, Y. J. Jiang, E. Jimenez Moya, N. Jindal, M. John, A. John Rubesh Rajan, D. Johnson, C. R. Jones, S. Joshi, B. Jost, J. Juan Castella, N. Jurik, I. Juszczak, K. Kalecinska, D. Kaminaris, S. Kandybei, M. Kane, Y. Kang, C. Kar, A. Kauniskangas, J. W. Kautz, M. K. Kazanecki, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, S. Kholodenko, V. Kholoimov, G. Khreich, F. Kiraz, T. Kirn, V. S. Kirsebom, N. Kleijne, A. Kleimenova, D. Klekots, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, T. Knospe, R. Kolb, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, A. Korchin, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, E. Kowalczyk, O. Kravcov, M. Kreps, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, A. Kupsc, A. Kurzina, V. Kushnir, B. Kutsenko, J. Kvapil, I. Kyryllin, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lefèvre, M. Lehuraux, C. Lemettais, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, E. D. Lesser, B. Leverington, A. Li, C. Li, C. Li, H. Li, J. Li, K. Li, L. Li, L. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, T. Li, T. Li, W. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Li, Z. Lian, Q. Liang, X. Liang, Z. Liang, S. Libralon, A. Lightbody, J. Lin, S. Lin, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, R. Litvinov, D. Liu, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. L. Liu, G. Loachamin Ordonez, I. Lobo, A. Lobo Salvia, A. Loi, T. Long, F. C. L. Lopes, J. H. Lopes, A. Lopez Huertas, C. Lopez Iribarnegaray, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, M. Lupberger, E. Luppi, K. Lynch, J. Lyu, S. Lyu, X. -R. Lyu, H. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, B. Mack, I. Mackay, L. M. Mackey, L. R. Madhan Mohan, M. J. Madurai, D. Magdalinski, J. J. Malczewski, S. Malde, L. Malentacca, G. Manca, C. Mancuso, R. Manera Escalero, A. Mangalasseri, F. M. Manganella, R. Mangrulkar, D. Manuzzi, S. Mao, D. Marangotto, J. F. Marchand, R. Marchevski, U. Marconi, L. Mareso, E. Mariani, S. Mariani, C. Marin Benito, J. Marks, A. M. Marshall, L. Martel, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, C. Martinez, A. Martinez Armas, D. Martinez Gomez, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Martorell i Granollers, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, C. Matteuzzi, K. R. Mattioli, L. Matzner, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, P. Mayencourt, J. Mazorra de Cos, M. Mazurek, D. Mazzanti Tarancon, M. McCann, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, S. E. R. Medaer, D. Melnychuk, D. Mendoza Granada, P. Menendez Valdes Perez, F. M. Meng, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, H. Miao, S. Mico, M. Mikhasenko, D. A. Milanes, A. Minotti, E. Minucci, B. Mitreska, D. S. Mitzel, R. Mocanu, A. Modak, L. Moeser, R. D. Moise, E. F. Molina Cardenas, T. Mombächer, M. Monk, T. Monnard, S. Monteil, A. Morcillo Gomez, G. Morello, M. J. Morello, M. P. Morgenthaler, A. Moro, J. Moron, W. Morren, A. B. Morris, A. G. Morris, R. Mountain, Z. Mu, N. Muangkod, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, G. Napoletano, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, J. Nicolini, D. Nicotra, E. M. Niel, L. Nisi, Q. Niu, B. K. Njoki, P. Nogarolli, P. Nogga, J. Nombela Royo, C. Normand, A. Novo Cal, J. Novoa Fernandez, G. Nowak, H. N. Nur, A. Oblakowska-Mucha, T. Oeser, O. Okhrimenko, R. Oldeman, N. Oldman, F. Oliva, E. Olivart Pino, M. Olocco, R. H. O'Neil, J. S. Ordonez Soto, D. Osthues, J. M. Otalora Goicochea, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, F. Paciolla, A. Padee, K. O. Padeken, B. Pagare, T. Pajero, A. Palano, L. Palini, L. Palombini, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, S. Paniskaki, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. L. Pappalardo, C. Pappenheimer, C. Parkes, D. Parmar, G. Passaleva, D. Passaro, A. Pastore, M. Patel, J. Patoc, C. Patrignani, A. Paul, C. J. Pawley, A. Pellegrino, J. Peng, X. Peng, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, H. Pereira Da Costa, M. Pereira Martinez, C. Perez, A. Perez Casas, P. Perret, A. Perrevoort, A. Perro, M. J. Peters, A. Petkovic, K. Petridis, A. Petrolini, S. Pezzulo, J. P. Pfaller, H. Pham, L. Pica, E. Picatoste Olloqui, M. Piccini, L. Piccolo, F. Piernas Diaz, B. Pietrzyk, R. N. Pilato, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V. M. Placinta, M. Plo Casasus, T. Poeschl, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, K. Popp, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, A. Puicercus Gomez, G. Punzi, J. R. Pybus, Q. Qian, W. Qian, N. Qin, R. Quagliani, R. I. Rabadan Trejo, B. Rachwal, R. Racz, J. H. Rademacker, M. Rama, M. Ramírez García, V. Ramos De Oliveira, M. Ramos Pernas, G. Ramsey, M. S. Rangel, G. Raven, M. Rebollo De Miguel, F. Redi, J. Reich, F. Reiss, Z. Ren, P. K. Resmi, M. Ribalda Galvez, R. Ribatti, G. Ricart, D. Riccardi, S. Ricciardi, K. Richardson, M. Richardson-Slipper, F. Riehn, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, E. Rodrigues, A. Rodriguez Alvarez, E. Rodriguez Fernandez, J. A. Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, J. Roensch, A. Rogovskiy, D. L. Rolf, P. Roloff, A. Romano, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, G. Romolini, F. Ronchetti, T. Rong, W. Rose, M. Rotondo, M. S. Rudolph, G. Ruggiero, M. Ruiz Diaz, J. Ruiz Vidal, J. Ruz Armendariz, J. J. Saavedra-Arias, J. J. Saborido Silva, D. Sahoo, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, A. Saputi, A. Sarnatskiy, G. Sarpis, M. Sarpis, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, H. Sazak, F. Sborzacchi, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, N. Schmidt, S. Schmitt, H. Schmitz, O. Schneider, A. Schopper, N. Schulte, H. Schumacher, M. H. Schune, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, G. Scriven, I. Segal, S. Sellam, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, R. S. Sharma, L. Shchutska, T. Shears, S. Shelton, J. Shen, Z. Shen, S. Sheng, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, E. Shmanin, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, I. Siral, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, E. Smith, M. Smith, M. Smith, L. Soares Lavra, M. D. Sokoloff, F. J. P. Soler, A. Solomin, K. Solovieva, N. S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y. S. Song, F. L. Souza De Almeida, G. Souza De Castro, B. Souza De Paula, K. M. Sowa, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J. G. Speer, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, O. Steinkamp, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, M. Sun, D. Sundfeld, P. Svihra, V. Svintozelskyi, J. Swallow, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, Y. T. Tang, M. D. Tat, J. A. Teijeiro Jimenez, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D. J. D. Thompson, A. R. Thomson-Strong, R. Thornton, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, T. T. Todorov, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, T. Tork, L. Torlai, L. Toscano, D. Y. Tou, G. Tuci, N. Tuning, L. H. Uecker, A. Ukleja, A. Upadhyay, B. Urbach, A. Usachov, U. Uwer, V. Vagnoni, A. Vaitkevicius, A. Valassi, V. Valcarce Cadenas, G. Valenti, N. Valls Canudas, J. van Eldik, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C. B. Van Hulse, R. Van Laak, M. van Veghel, P. Varrella, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vázquez Sierra, S. Vecchi, J. Velilla Serna, J. J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Verdoglia, M. Vesterinen, W. Vetens, D. Vico Benet, P. Vidrier Villalba, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, B. Vivacqua, F. C. Volle, D. vom Bruch, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, N. Walter, E. J. Walton, G. Wan, A. Wang, B. Wang, C. Wang, C. Wang, C. Wang, G. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, N. W. Wang, X. Wang, X. Wang, X. Wang, X. W. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. H. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J. A. Ward, M. Waterlaat, N. K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, Z. Weida, J. Wendel, B. D. C. Westhenry, A. S. White, C. White, M. Whitehead, E. Whiter, A. R. Wiederhold, D. Wiedner, M. A. Wiegertjes, C. Wild, G. Wilkinson, M. K. Wilkinson, M. Williams, M. J. Williams, M. R. J. Williams, R. Williams, S. Williams, Z. Williams, F. F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, T. Wolf, E. Wood, G. Wormser, S. A. Wotton, H. Wu, J. Wu, T. Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, Y. Xie, T. X. Xing, A. Xu, L. Xu, M. Xu, R. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, K. Yu, X. Yuan, Y Yuan, S. Zalambani, J. A. Zamora Saa, F. Zangari, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, S. H Zeng, C. Zhang, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. L. Zhang, Y. Zhang, Z. Zhang, J. Zhao, M. Zhao, Y. Zhao, A. Zhelezov, S. Z. Zheng, X. Z. Zheng, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, V. Zhovkovska, L. Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, T. Zies, D. Zuliani, X. Zuo

Published 2026-09-23

📖 4 min read🧠 Deep dive

CC BY 4.0

Original authors: LHCb collaboration, R. Aaij, M. Abdelfatah, A. S. W. Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, A. A. Adefisoye, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, C. Agapopoulou, C. A. Aidala, S. Akar, K. Akiba, H. Al Saleh, P. Albicocco, J. Albrecht, R. Aleksiejunas, F. Alessio, P. Alvarez Cartelle, A. A. Alves, S. Amato, J. L. Amey, Y. Amhis, Z. Amos, L. An, L. Anderlini, P. Andreola, M. Andreotti, S. Andres Estrada, A. Anelli, D. Ao, C. Arata, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, L. Arnone, M. Artuso, E. Aslanides, R. Ataíde Da Silva, M. Atzeni, B. Audurier, J. A. Authier, D. Bacher, I. Bachiller Perea, S. Bachmann, M. Bachmayer, J. J. Back, M. Bai, Z. B. Bai, V. Balagura, A. Balboni, W. Baldini, Z. Baldwin, L. Balzani, H. Bao, J. Baptista de Souza Leite, C. Barbero Pretel, I. R. Barbosa, W. Barker, R. J. Barlow, M. Barnyakov, S. Baron, S. Barsuk, W. Barter, J. Bartz, S. Bashir, B. Batsukh, P. B. Battista, A. Bavarchee, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I. B. Bediaga, N. A. Behling, S. Belin, A. Bellavista, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, J. L. M. Berkey, R. Bernet, A. Bertolin, L. Bertsch, F. Betti, J. Bex, O. Bezshyyko, S. Bhattacharya, M. S. Bieker, N. V. Biesuz, A. Biolchini, M. Birch, F. C. R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J. E. Blank, S. Blusk, J. A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bohare, C. Bolognani, R. B. Bonacci, A. Bordelius, F. Borgato, S. Borghi, M. Borsato, J. T. Borsuk, E. Bottalico, S. A. Bouchiba, M. Bovill, T. J. V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, J. D. Brandenburg, A. Brea Rodriguez, N. Breer, C. Breitfeld, J. Brodzicka, J. Brown, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, C. Burr, E. Butera, C. Buti, J. S. Butter, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J. I. Cambon Bouzas, P. Campana, A. Campomagnani, A. C. Campos, A. F. Campoverde Quezada, Y. Cao, S. Capelli, M. Caporale, L. Capriotti, R. Caravaca-Mora, A. Carbone, L. Carcedo Salgado, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, I. Celestino, S. Cesare, A. J. Chadwick, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, R. Cheaib, M. Chefdeville, C. Chen, J. Chen, S. Chen, Z. Chen, A. Chen Hu, M. Cherif, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, G. Chizhik, V. Chobanova, A. Christakakis, M. Chrzaszcz, Y. Chu, V. Chulikov, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, P. Cifra, P. E. L. Clarke, M. Clemencic, H. V. Cliff, J. Closier, C. Cocha Toapaxi, V. Coco, A. Codovini, C. S. Codovini, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, S. Collaviti, P. Collins, T. Colombo, M. Colonna, A. Comerma-Montells, L. Congedo, J. Connaughton, A. Contu, N. Cooke, A. Corallo, G. Cordova, C. Coronel, I. Corredoira, A. Correia, G. Corti, G. C. Costantino, C. Cotirlan, J. Cottee Meldrum, B. Couturier, D. C. Craik, N. Crepet, M. Cruz Torres, M. Cubero Campos, E. Curras Rivera, R. Currie, C. L. Da Silva, X. Dai, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, G. Darze, A. Davidson, O. De Aguiar Francisco, C. De Angelis, F. De Benedetti, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, F. De Gregorio, E. De Lucia, J. M. De Miranda, L. De Paula, A. De Robertis, E. De Santis, M. De Serio, P. De Simone, F. De Vellis, J. A. de Vries, F. Debernardis, D. Decamp, S. Dekkers, L. Del Buono, B. Demaire-Lepape, J. Deng, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, J. F. Diverchy, A. D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, F. Dordei, J. Dorta Moreno, A. C. dos Reis, J. Dos Santos Oliveira, A. D. Dowling, L. Dreyfus, W. Duan, P. Duda, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M. M. Duras, J. M. Durham, K. Duwe, A. Dziurda, S. Easo, E. Eckstein, U. Egede, S. Eisenhardt, E. Ejopu, L. Eklund, M. Elashri, D. Elizondo Blanco, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, T. Evans, F. Fabiano, S. Faghih, L. N. Falcao, B. Fang, R. Fantechi, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, F. Fassin, D. Fazzini, L. Felkowski, C. Feng, M. Feng, A. Fernandez Casani, M. Fernandez Gomez, B. Fernandez Rodino, J. Fernandez-John, A. D. Fernez, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, R. A. Fini, R. Fiorenza, M. Fiorini, M. Firlej, D. S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, A. Fomin, M. Fontana, M. Fontes Vaz, L. A. Foreman, R. Forty, D. Foulds-Holt, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D. A. Friday, J. Fu, Y. Fu, Q. Führing, T. Fulghesu, M. Fulghieri, G. Galati, M. D. Galati, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, B. Ganie, H. Gao, R. Gao, T. Q. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. Gao, L. M. Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. García Pardiñas, P. Gardner, L. Garrido, C. Gaspar, A. Gavrikov, J. George, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, S. Ghizzo, Z. Ghorbanimoghaddam, F. I. Giasemis, V. Gibson, H. K. Giemza, A. L. Gilman, M. Giovannetti, A. Gioventù, L. Girardey, M. A. Giza, F. C. Glaser, V. V. Gligorov, A. Glioti, C. Göbel, L. Golinka-Bezshyyko, E. Golobardes, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, A. G. Gomez Mongui, W. Gomulka, F. Goncalves Abrantes, I. Gonçales Vaz, M. Goncerz, G. Gong, S. Gong, J. A. Gooding, C. Gotti, E. Govorkova, J. P. Grabowski, L. A. Granado Cardoso, R. Grande Quartieri, E. Graugés, E. Graverini, L. Grazette, G. Graziani, A. T. Grecu, N. A. Grieser, L. Grillo, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, M. Guittiere, A. -K. Guseinov, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. Haken, G. Hallett, P. M. Hamilton, Q. Han, S. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. J. Harris, L. Hartman, M. Hartmann, S. Hashmi, J. He, N. Heatley, A. Hedes, F. Hemmer, C. Henderson, R. Henderson, R. D. L. Henderson, A. M. Hennequin, K. Hennessy, A. Henrot, J. Herd, P. Herrero Gascon, J. Heuel, A. Heyn, A. Hicheur, G. Hijano Mendizabal, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, D. C. Houston, N. Howarth, W. Hu, X. Hu, W. Hulsbergen, R. J. Hunter, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, A. Iohner, S. Jacevicius, H. Jage, S. J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, T. Jakoubek, E. Jans, A. Jawahery, C. Jayaweera, A. Jelavic, V. Jevtic, Z. Jia, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, Y. J. Jiang, E. Jimenez Moya, N. Jindal, M. John, A. John Rubesh Rajan, D. Johnson, C. R. Jones, S. Joshi, B. Jost, J. Juan Castella, N. Jurik, I. Juszczak, K. Kalecinska, D. Kaminaris, S. Kandybei, M. Kane, Y. Kang, C. Kar, A. Kauniskangas, J. W. Kautz, M. K. Kazanecki, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, S. Kholodenko, V. Kholoimov, G. Khreich, F. Kiraz, T. Kirn, V. S. Kirsebom, N. Kleijne, A. Kleimenova, D. Klekots, K. Klimaszewski, M. R. Kmiec, T. Knospe, R. Kolb, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, A. Korchin, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, E. Kowalczyk, O. Kravcov, M. Kreps, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, A. Kupsc, A. Kurzina, V. Kushnir, B. Kutsenko, J. Kvapil, I. Kyryllin, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lefèvre, M. Lehuraux, C. Lemettais, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, E. D. Lesser, B. Leverington, A. Li, C. Li, C. Li, H. Li, J. Li, K. Li, L. Li, L. Li, P. Li, P. -R. Li, Q. Li, T. Li, T. Li, W. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Li, Z. Lian, Q. Liang, X. Liang, Z. Liang, S. Libralon, A. Lightbody, J. Lin, S. Lin, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, R. Litvinov, D. Liu, F. L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. L. Liu, G. Loachamin Ordonez, I. Lobo, A. Lobo Salvia, A. Loi, T. Long, F. C. L. Lopes, J. H. Lopes, A. Lopez Huertas, C. Lopez Iribarnegaray, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, M. Lupberger, E. Luppi, K. Lynch, J. Lyu, S. Lyu, X. -R. Lyu, H. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, B. Mack, I. Mackay, L. M. Mackey, L. R. Madhan Mohan, M. J. Madurai, D. Magdalinski, J. J. Malczewski, S. Malde, L. Malentacca, G. Manca, C. Mancuso, R. Manera Escalero, A. Mangalasseri, F. M. Manganella, R. Mangrulkar, D. Manuzzi, S. Mao, D. Marangotto, J. F. Marchand, R. Marchevski, U. Marconi, L. Mareso, E. Mariani, S. Mariani, C. Marin Benito, J. Marks, A. M. Marshall, L. Martel, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, C. Martinez, A. Martinez Armas, D. Martinez Gomez, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Martorell i Granollers, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, C. Matteuzzi, K. R. Mattioli, L. Matzner, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, P. Mayencourt, J. Mazorra de Cos, M. Mazurek, D. Mazzanti Tarancon, M. McCann, N. T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, S. E. R. Medaer, D. Melnychuk, D. Mendoza Granada, P. Menendez Valdes Perez, F. M. Meng, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, H. Miao, S. Mico, M. Mikhasenko, D. A. Milanes, A. Minotti, E. Minucci, B. Mitreska, D. S. Mitzel, R. Mocanu, A. Modak, L. Moeser, R. D. Moise, E. F. Molina Cardenas, T. Mombächer, M. Monk, T. Monnard, S. Monteil, A. Morcillo Gomez, G. Morello, M. J. Morello, M. P. Morgenthaler, A. Moro, J. Moron, W. Morren, A. B. Morris, A. G. Morris, R. Mountain, Z. Mu, N. Muangkod, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, G. Napoletano, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, J. Nicolini, D. Nicotra, E. M. Niel, L. Nisi, Q. Niu, B. K. Njoki, P. Nogarolli, P. Nogga, J. Nombela Royo, C. Normand, A. Novo Cal, J. Novoa Fernandez, G. Nowak, H. N. Nur, A. Oblakowska-Mucha, T. Oeser, O. Okhrimenko, R. Oldeman, N. Oldman, F. Oliva, E. Olivart Pino, M. Olocco, R. H. O'Neil, J. S. Ordonez Soto, D. Osthues, J. M. Otalora Goicochea, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, F. Paciolla, A. Padee, K. O. Padeken, B. Pagare, T. Pajero, A. Palano, L. Palini, L. Palombini, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, S. Paniskaki, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. L. Pappalardo, C. Pappenheimer, C. Parkes, D. Parmar, G. Passaleva, D. Passaro, A. Pastore, M. Patel, J. Patoc, C. Patrignani, A. Paul, C. J. Pawley, A. Pellegrino, J. Peng, X. Peng, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, H. Pereira Da Costa, M. Pereira Martinez, C. Perez, A. Perez Casas, P. Perret, A. Perrevoort, A. Perro, M. J. Peters, A. Petkovic, K. Petridis, A. Petrolini, S. Pezzulo, J. P. Pfaller, H. Pham, L. Pica, E. Picatoste Olloqui, M. Piccini, L. Piccolo, F. Piernas Diaz, B. Pietrzyk, R. N. Pilato, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V. M. Placinta, M. Plo Casasus, T. Poeschl, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, K. Popp, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, A. Puicercus Gomez, G. Punzi, J. R. Pybus, Q. Qian, W. Qian, N. Qin, R. Quagliani, R. I. Rabadan Trejo, B. Rachwal, R. Racz, J. H. Rademacker, M. Rama, M. Ramírez García, V. Ramos De Oliveira, M. Ramos Pernas, G. Ramsey, M. S. Rangel, G. Raven, M. Rebollo De Miguel, F. Redi, J. Reich, F. Reiss, Z. Ren, P. K. Resmi, M. Ribalda Galvez, R. Ribatti, G. Ricart, D. Riccardi, S. Ricciardi, K. Richardson, M. Richardson-Slipper, F. Riehn, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, E. Rodrigues, A. Rodriguez Alvarez, E. Rodriguez Fernandez, J. A. Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, J. Roensch, A. Rogovskiy, D. L. Rolf, P. Roloff, A. Romano, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, G. Romolini, F. Ronchetti, T. Rong, W. Rose, M. Rotondo, M. S. Rudolph, G. Ruggiero, M. Ruiz Diaz, J. Ruiz Vidal, J. Ruz Armendariz, J. J. Saavedra-Arias, J. J. Saborido Silva, D. Sahoo, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, A. Saputi, A. Sarnatskiy, G. Sarpis, M. Sarpis, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, H. Sazak, F. Sborzacchi, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, N. Schmidt, S. Schmitt, H. Schmitz, O. Schneider, A. Schopper, N. Schulte, H. Schumacher, M. H. Schune, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, G. Scriven, I. Segal, S. Sellam, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D. M. Shangase, R. S. Sharma, L. Shchutska, T. Shears, S. Shelton, J. Shen, Z. Shen, S. Sheng, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W. S. Shi, E. Shmanin, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, I. Siral, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M. W. Slater, E. Smith, M. Smith, M. Smith, L. Soares Lavra, M. D. Sokoloff, F. J. P. Soler, A. Solomin, K. Solovieva, N. S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y. S. Song, F. L. Souza De Almeida, G. Souza De Castro, B. Souza De Paula, K. M. Sowa, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J. G. Speer, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, O. Steinkamp, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, M. Sun, D. Sundfeld, P. Svihra, V. Svintozelskyi, J. Swallow, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, Y. T. Tang, M. D. Tat, J. A. Teijeiro Jimenez, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D. J. D. Thompson, A. R. Thomson-Strong, R. Thornton, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, T. T. Todorov, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, T. Tork, L. Torlai, L. Toscano, D. Y. Tou, G. Tuci, N. Tuning, L. H. Uecker, A. Ukleja, A. Upadhyay, B. Urbach, A. Usachov, U. Uwer, V. Vagnoni, A. Vaitkevicius, A. Valassi, V. Valcarce Cadenas, G. Valenti, N. Valls Canudas, J. van Eldik, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C. B. Van Hulse, R. Van Laak, M. van Veghel, P. Varrella, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vázquez Sierra, S. Vecchi, J. Velilla Serna, J. J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Verdoglia, M. Vesterinen, W. Vetens, D. Vico Benet, P. Vidrier Villalba, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, B. Vivacqua, F. C. Volle, D. vom Bruch, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, N. Walter, E. J. Walton, G. Wan, A. Wang, B. Wang, C. Wang, C. Wang, C. Wang, G. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, N. W. Wang, X. Wang, X. Wang, X. Wang, X. W. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. H. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J. A. Ward, M. Waterlaat, N. K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, Z. Weida, J. Wendel, B. D. C. Westhenry, A. S. White, C. White, M. Whitehead, E. Whiter, A. R. Wiederhold, D. Wiedner, M. A. Wiegertjes, C. Wild, G. Wilkinson, M. K. Wilkinson, M. Williams, M. J. Williams, M. R. J. Williams, R. Williams, S. Williams, Z. Williams, F. F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, T. Wolf, E. Wood, G. Wormser, S. A. Wotton, H. Wu, J. Wu, T. Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, Y. Xie, T. X. Xing, A. Xu, L. Xu, M. Xu, R. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C. Y. Yu, J. Yu, K. Yu, X. Yuan, Y Yuan, S. Zalambani, J. A. Zamora Saa, F. Zangari, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, S. H Zeng, C. Zhang, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S. L. Zhang, Y. Zhang, Z. Zhang, J. Zhao, M. Zhao, Y. Zhao, A. Zhelezov, S. Z. Zheng, X. Z. Zheng, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, V. Zhovkovska, L. Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, T. Zies, D. Zuliani, X. Zuo

Original paper licensed under CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ This is an AI-generated explanation of the paper below. It is not written or endorsed by the authors. For technical accuracy, refer to the original paper. Read full disclaimer

In the subatomic world, matter is built from a small family of fundamental particles called quarks. Among these, the "beauty" quark is particularly heavy and unstable, meaning it does not last long before breaking apart into lighter particles. Physicists have developed a sophisticated mathematical framework to predict how long these heavy particles should survive before decaying. This framework, known as the heavy quark expansion, suggests that while all particles containing a single beauty quark should have roughly the same lifespan, subtle differences in their internal structure—specifically how their other constituent quarks interact—should cause tiny variations in their survival times. Measuring these variations with extreme precision is crucial because it acts as a stress test for our current understanding of the universe. If the measurements match the predictions, it confirms our theories are solid; if they diverge, it could signal the presence of entirely new physics that we have not yet discovered.

A team of researchers at the Large Hadron Collider beauty experiment, known as LHCb, has now taken a significant step forward in this quest by measuring the lifespan of a rare particle called the $\Omega_b^-$ baryon. This particle is unique because it is composed of a heavy beauty quark and two other quarks known as strange quarks. This specific combination makes it distinct from other beauty particles, offering a special opportunity to probe the forces that hold these particles together. The researchers analyzed a massive dataset of collisions between protons, collected over four years, to find and track these fleeting particles. By comparing how long the $\Omega_b^-$ lives against a similar, more common particle called the $\Xi_b^-$ , they were able to determine the $\Omega_b^-$ lifetime with a precision that is twice as good as any previous measurement.

The experiment relied on sifting through billions of collisions to find the few instances where an $\Omega_b^-$ baryon was created and then decayed into a specific set of lighter particles. The team focused on two different ways this decay could happen: one where the particle breaks down into a mix of protons, pions, and kaons, and another where it produces a pair of muons along with other particles. Because the $\Omega_b^-$ is produced so rarely and decays so quickly, finding enough examples to make a reliable measurement is a formidable challenge. The researchers used powerful computers to simulate how these particles should behave inside their detectors, allowing them to distinguish the genuine signal from the overwhelming background noise of other particle interactions. They carefully corrected for any biases in their equipment or software, ensuring that the final count of particles was accurate.

After gathering the data, the team calculated the ratio of the $\Omega_b^-$ lifetime to that of the $\Xi_b^-$ baryon. They found that the $\Omega_b^-$ lives approximately 1.11 times longer than its cousin particle. When they combined this new result with earlier measurements from a previous phase of the experiment, they arrived at a definitive value for the $\Omega_b^-$ lifetime: 1.751 picoseconds. A picosecond is an incredibly short unit of time, equal to one trillionth of a second, but in the world of subatomic particles, this is a measurable duration that reveals deep truths about their nature. The uncertainty in this measurement is very small, representing a major improvement in precision over the global average known before this study.

The result aligns remarkably well with the predictions made by the heavy quark expansion framework. This agreement suggests that our current theoretical models are correctly describing how the strong nuclear force operates within these complex particles. The study also considered whether certain rare decay processes, which are not fully accounted for in the standard theory, could be skewing the results. The researchers concluded that any such effects would be too small to significantly alter the outcome at the current level of precision. While the match between theory and experiment is reassuring, the authors note that further reductions in measurement uncertainty in the future will allow for even more stringent tests. This work does not overturn existing physics, but rather tightens the screws on our understanding, confirming that the heavy quark expansion remains a robust tool for describing the behavior of the universe's most fundamental building blocks.

Technical Summary: Measurement of the $\Omega^-_b$ Baryon Lifetime

Problem and Motivation
The Heavy Quark Expansion (HQE) framework provides a theoretical method to predict the inclusive decay rates of beauty hadrons by expanding in powers of the strong coupling constant ( $\alpha_s$ ) and $\Lambda_{\text{QCD}}/m_b$ . While leading-order HQE predicts equal lifetimes for all weakly decaying hadrons containing a single $b$ quark, higher-order nonperturbative effects—specifically kinetic, Darwin, and chromomagnetic operators—introduce differences in total decay widths. The $\Omega^-_b$ baryon ($bss$) offers a unique testing ground for these predictions because it contains two valence strange quarks in a spin-1 state, a configuration that probes the chromomagnetic operator absent in other ground-state $b$ baryons like the $\Lambda^0_b$ , $\Xi^0_b$ , and $\Xi^-_b$ .

Prior to this work, the experimental precision on the $\Omega^-_b$ lifetime was limited, with a world average of $\tau_{\Omega^-_b} = 1.64 \pm 0.16$ ps. This large uncertainty hindered a stringent test of HQE predictions. This paper addresses this limitation by presenting a new, high-precision measurement of the lifetime ratio $r_\tau \equiv \tau_{\Omega^-_b} / \tau_{\Xi^-_b}$ and the absolute $\Omega^-_b$ lifetime using LHCb Run 2 data.

Methodology
The analysis utilizes a sample of $pp$ collision data collected by the LHCb experiment during Run 2 (2015–2018) at a center-of-mass energy of $\sqrt{s} = 13$ TeV, corresponding to an integrated luminosity of $6 \text{ fb}^{-1}$ . The measurement relies on determining the efficiency-corrected ratio of signal yields as a function of decay time, $R(t)$ , for two sets of decay modes:

Hadronic modes: $(\Omega^-_b, \Xi^-_b) \to (\Omega^0_c \pi^-, \Xi^0_c \pi^-)$ , with subsequent decays $(\Omega^0_c, \Xi^0_c) \to p K^- K^- \pi^+$ .
$J/\psi$ modes: $(\Omega^-_b, \Xi^-_b) \to (J/\psi \Omega^-, J/\psi \Xi^-)$ , with $(\Omega^-, \Xi^-) \to (\Lambda K^-, \Lambda \pi^-)$ , $\Lambda \to p \pi^-$ , and $J/\psi \to \mu^+ \mu^-$ .

The ratio $R(t)$ is modeled as $R(t) = R_0 \exp(\lambda t)$ , where $\lambda = 1/\tau_{\Xi^-_b} - 1/\tau_{\Omega^-_b}$ . The lifetime ratio is then derived via $r_\tau = 1 / (1 - \lambda \tau_{\Xi^-_b})$ .

Key technical components of the analysis include:

Event Selection: Candidates are reconstructed with strict particle identification (PID) and kinematic requirements. A gradient-boosted decision tree (BDT) is employed to suppress combinatorial background, trained on simulated signal and data sidebands.
Simulation Corrections: Extensive corrections are applied to simulation to match data. These include PID calibration using control channels ( $D^{*+}$ , $\Lambda^0_b$ , $J/\psi$ ), reweighting of $(p_T, \eta)$ spectra, and corrections for resonance contributions ( $K^{*0}$ , $\Lambda(1520)$ ) in $\Omega^0_c$ and $\Xi^0_c$ decays. Specific weights are also applied to correct for momentum asymmetries in $\Lambda$ and hyperon decays observed in data but not fully reproduced in simulation.
Fitting Strategy: Signal yields are extracted in specific decay-time bins using simultaneous extended unbinned maximum-likelihood fits. The signal mass shape is parameterized by a sum of two Crystal Ball functions. Backgrounds, including partially reconstructed decays and misidentified modes, are modeled using shapes derived from simulation or data sidebands.
Systematic Uncertainties: Sources include simulation sample size, signal and background shape modeling, truth-matching efficiency, BDT requirements, and the precision of the $\Xi^-_b$ lifetime. The total systematic uncertainty is found to be significantly smaller than the statistical uncertainty.

Key Contributions and Results
The analysis yields the following lifetime ratios, combining statistical and systematic uncertainties:

Hadronic modes: $r^{\text{had}}_\tau = 1.100 \pm 0.079 \pm 0.010$
$J/\psi$ modes: $r^{J/\psi}_\tau = 1.172 \pm 0.102 \pm 0.011$

These two measurements are consistent with each other. When combined with previous Run 1 measurements in the same decay modes, the final averaged lifetime ratio is:
$r_\tau = 1.109 \pm 0.055 \text{ (stat)} \pm 0.010 \text{ (syst)}$

Using the known $\Xi^-_b$ lifetime ( $\tau_{\Xi^-_b} = 1.579 \pm 0.018 \pm 0.014$ ps), the absolute $\Omega^-_b$ lifetime is determined to be:
$\tau_{\Omega^-_b} = 1.751 \pm 0.089 \text{ (stat)} \pm 0.022 \text{ (syst)} \text{ ps}$

Significance
The paper claims that this measurement improves the precision of the $\Omega^-_b$ lifetime by approximately a factor of two compared to the previous world average. The results are consistent with the most recent theoretical predictions from the HQE framework ( $r^{\text{HQE}}_\tau = 1.054 \pm 0.046$ ), agreeing within one standard deviation. The authors note that while $s \to u W^-$ transitions (not fully treated in HQE) could theoretically shift the ratio by about 1%, the current precision is insufficient to resolve this effect. The paper concludes that further reductions in experimental and theoretical uncertainties will be necessary for a more stringent test of the HQE predictions regarding the chromomagnetic operator in the $bss$ system.

More like this