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Title: Observation of the doubly charmed baryon decay $$ {\varXi}_{cc}^{++}\to {\varXi}_c^{\prime +}{\pi}^{+} $$
A bstract The $$ {\varXi}_{cc}^{++}\to {\varXi}_c^{\prime +}{\pi}^{+} $$ Ξ cc + + → Ξ c ′ + π + decay is observed using proton-proton collisions collected by the LHCb experiment at a centre-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 5 . 4 fb − 1. The $$ {\varXi}_{cc}^{++}\to {\varXi}_c^{\prime +}{\pi}^{+} $$ Ξ cc + + → Ξ c ′ + π + decay is reconstructed partially, where the photon from the $$ {\varXi}_c^{\prime +}\to {\varXi}_c^{+}\gamma $$ Ξ c ′ + → Ξ c + γ decay is not reconstructed and the pK − π + final state of the $$ {\varXi}_c^{+} $$ Ξ c + baryon is employed. The $$ {\varXi}_{cc}^{++}\to {\varXi}_c^{\prime +}{\pi}^{+} $$ Ξ cc + + → Ξ c ′ + π + branching fraction relative to that of the $$ {\varXi}_{cc}^{++}\to {\varXi}_c^{+}{\pi}^{+} $$ Ξ cc + + → Ξ c + π + decay is measured to be 1 . 41 ± 0 . 17 ± 0 . 10, where the first uncertainty is statistical and the second systematic.
Authors:
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Award ID(s):
2102879
Publication Date:
NSF-PAR ID:
10349048
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2022
Issue:
5
ISSN:
1029-8479
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. A bstract A search for the doubly charmed baryon $$ {\varXi}_{cc}^{+} $$ Ξ cc + is performed in the $$ {\varXi}_c^{+}{\pi}^{-}{\pi}^{+} $$ Ξ c + π − π + invariant-mass spectrum, where the $$ {\varXi}_c^{+} $$ Ξ c + baryon is reconstructed in the pK − π + final state. The study uses proton-proton collision data collected with the LHCb detector at a centre- of-mass energy of 13 TeV, corresponding to a total integrated luminosity of 5.4 fb − 1 . No significant signal is observed in the invariant-mass range of 3.4–3.8 GeV/ c 2 . Upper limits are set on the ratio of branching fractions multiplied by the production cross-section with respect to the $$ {\varXi}_{cc}^{++} $$ Ξ cc + + → ( $$ {\varXi}_c^{+} $$ Ξ c + → pK − π + ) π + decay for different $$ {\varXi}_{cc}^{+} $$ Ξ cc + mass and lifetime hypotheses in the rapidity range from 2.0 to 4.5 and the transverse momentum range from 2.5 to 25 GeV/ c . The results from this search are combined with a previously published search for the $$ {\varXi}_{cc}^{+} $$ Ξ cc + → $$ {\varLambda}_c^{+} $$ Λ c + K −more »π + decay mode, yielding a maximum local significance of 4.0 standard deviations around the mass of 3620 MeV/ c 2 , including systematic uncertainties. Taking into account the look-elsewhere effect in the 3.5–3.7 GeV/ c 2 mass window, the combined global significance is 2.9 standard deviations including systematic uncertainties.« less
  2. Abstract A search for the doubly charmed baryon Ω cc + with the decay mode Ω cc + → Ξ c + K − π + is performed using proton-proton collision data at a centre-of-mass energy of 13 TeV collected by the LHCb experiment from 2016 to 2018, corresponding to an integrated luminosity of 5.4 fb −1 . No significant signal is observed within the invariant mass range of 3.6 to 4.0GeV/ c 2 . Upper limits are set on the ratio R of the production cross-section times the total branching fraction of the Ω cc + → Ξ c + K − π + decay with respect to the $$\Xi _{cc}^{ + + } \to \Lambda _c^ + {K^ - }{\pi ^ + }{\pi ^ + }$$ Ξ c c + + → Λ c + K − π + π + decay. Upper limits at 95% credibility level for R in the range 0.005 to 0.11 are obtained for different hypotheses on the Ω cc + mass and lifetime in the rapidity range from 2.0 to 4.5 and transverse momentum range from 4 to 15 GeV/ c .
  3. A bstract Using a data sample of 980 fb − 1 collected with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e + e − collider, we study the processes of $$ {\Xi}_c^0\to \Lambda {\overline{K}}^{\ast 0} $$ Ξ c 0 → Λ K ¯ ∗ 0 , $$ {\Xi}_c^0\to {\Sigma}^0{\overline{K}}^{\ast 0} $$ Ξ c 0 → Σ 0 K ¯ ∗ 0 , and $$ {\Xi}_c^0\to {\Sigma}^{+}{K}^{\ast -} $$ Ξ c 0 → Σ + K ∗ − for the first time. The relative branching ratios to the normalization mode of $$ {\Xi}_c^0\to {\Xi}^{-}{\pi}^{+} $$ Ξ c 0 → Ξ − π + are measured to be $$ {\displaystyle \begin{array}{c}\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to \Lambda {\overline{K}}^{\ast 0}\right)/\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^{-}{\pi}^{+}\right)=0.18\pm 0.02\left(\mathrm{stat}.\right)\pm 0.01\left(\mathrm{syst}.\right),\\ {}\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Sigma}^0{\overline{K}}^{\ast 0}\right)/\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^{-}{\pi}^{+}\right)=0.69\pm 0.03\left(\mathrm{stat}.\right)\pm 0.03\left(\mathrm{syst}.\right),\\ {}\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Sigma}^{+}{K}^{\ast -}\right)/\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^{-}{\pi}^{+}\right)=0.34\pm 0.06\left(\mathrm{stat}.\right)\pm 0.02\left(\mathrm{syst}.\right),\end{array}} $$ B Ξ c 0 → Λ K ¯ ∗ 0 / B Ξ c 0 → Ξ − π + = 0.18 ± 0.02 stat . ± 0.01 syst . , B Ξ c 0 → Σ 0 K ¯ ∗ 0 / B Ξ c 0 → Ξ − π + = 0.69 ± 0.03 stat . ± 0.03 syst . , B Ξ c 0 → Σ + K ∗more »− / B Ξ c 0 → Ξ − π + = 0.34 ± 0.06 stat . ± 0.02 syst . , where the uncertainties are statistical and systematic, respectively. We obtain $$ {\displaystyle \begin{array}{c}\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to \Lambda {\overline{K}}^{\ast 0}\right)=\left(3.3\pm 0.3\left(\mathrm{stat}.\right)\pm 0.2\left(\mathrm{syst}.\right)\pm 1.0\left(\mathrm{ref}.\right)\right)\times {10}^{-3},\\ {}\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Sigma}^0{\overline{K}}^{\ast 0}\right)=\left(12.4\pm 0.5\left(\mathrm{stat}.\right)\pm 0.5\left(\mathrm{syst}.\right)\pm 3.6\left(\mathrm{ref}.\right)\right)\times {10}^{-3},\\ {}\mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Sigma}^{+}{K}^{\ast 0}\right)=\left(6.1\pm 1.0\left(\mathrm{stat}.\right)\pm 0.4\left(\mathrm{syst}.\right)\pm 1.8\left(\mathrm{ref}.\right)\right)\times {10}^{-3},\end{array}} $$ B Ξ c 0 → Λ K ¯ ∗ 0 = 3.3 ± 0.3 stat . ± 0.2 syst . ± 1.0 ref . × 10 − 3 , B Ξ c 0 → Σ 0 K ¯ ∗ 0 = 12.4 ± 0.5 stat . ± 0.5 syst . ± 3.6 ref . × 10 − 3 , B Ξ c 0 → Σ + K ∗ 0 = 6.1 ± 1.0 stat . ± 0.4 syst . ± 1.8 ref . × 10 − 3 , where the uncertainties are statistical, systematic, and from $$ \mathcal{B}\left({\Xi}_c^0\to {\Xi}^{-}{\pi}^{+}\right) $$ B Ξ c 0 → Ξ − π + , respectively. The asymmetry parameters $$ \alpha \left({\Xi}_c^0\to \Lambda {\overline{K}}^{\ast 0}\right) $$ α Ξ c 0 → Λ K ¯ ∗ 0 and $$ \alpha \left({\Xi}_c^0\to {\Sigma}^{+}{K}^{\ast -}\right) $$ α Ξ c 0 → Σ + K ∗ − are 0 . 15 ± 0 . 22(stat . ) ± 0 . 04(syst . ) and − 0 . 52 ± 0 . 30(stat . ) ± 0 . 02(syst . ), respectively, where the uncertainties are statistical followed by systematic.« less
  4. Abstract The multihadron decays $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 → D + pπ−π− and $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 → D * + pπ−π− are observed in data corresponding to an integrated luminosity of 3 fb − 1 , collected in proton-proton collisions at centre-of-mass energies of 7 and 8 TeV by the LHCb detector. Using the decay $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 → $$ {\Lambda}_c^{+} $$ Λ c + π + π − π − as a normalisation channel, the ratio of branching fractions is measured to be $$ \frac{\mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to {D}^{+}p{\pi}^{-}{\pi}^{-}\right)}{\mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to {\Lambda}_c^0{\pi}^{+}{\pi}^{-}{\pi}^{-}\right)}\times \frac{\mathcal{B}\left({D}^{+}\to {K}^{-}{\pi}^{+}{\pi}^{+}\right)}{\mathcal{B}\left({\Lambda}_c^0\to {pK}^{-}{\pi}^{-}\right)}=\left(5.35\pm 0.21\pm 0.16\right)\%, $$ B Λ b 0 → D + p π − π − B Λ b 0 → Λ c 0 π + π − π − × B D + → K − π + π + B Λ c 0 → pK − π − = 5.35 ± 0.21 ± 0.16 % , where the first uncertainty is statistical and the second systematic. The ratio of branching fractions for the $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 → D *+ pπ − π − and $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 → D + pπ − π −more »decays is found to be $$ \frac{\mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to {D}^{\ast +}p{\pi}^{-}{\pi}^{-}\right)}{\mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to {D}^{+}p{\pi}^{-}{\pi}^{-}\right)}\times \left(\mathcal{B}\left({D}^{\ast +}\to {D}^{+}{\pi}^0\right)+\mathcal{B}\left({D}^{\ast +}\to {D}^{+}\gamma \right)\right)=\left(61.3\pm 4.3\pm 4.0\right)\%. $$ B Λ b 0 → D ∗ + p π − π − B Λ b 0 → D + p π − π − × B D ∗ + → D + π 0 + B D ∗ + → D + γ = 61.3 ± 4.3 ± 4.0 % .« less
  5. A bstract We present the first measurement of the branching fraction of the singly Cabibbo-suppressed (SCS) decay $$ {\Lambda}_c^{+} $$ Λ c + → pη ′ with η ′ → ηπ + π − , using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 981 fb − 1 , collected by the Belle detector at the KEKB e + e − asymmetric-energy collider. A significant $$ {\Lambda}_c^{+} $$ Λ c + → pη ′ signal is observed for the first time with a signal significance of 5.4 σ . The relative branching fraction with respect to the normalization mode $$ {\Lambda}_c^{+} $$ Λ c + → pK − π + is measured to be $$ \frac{\mathcal{B}\left({\Lambda}_c^{+}\to p\eta^{\prime}\right)}{\mathcal{B}\left({\Lambda}_c^{+}\to {pK}^{-}{\pi}^{+}\right)}=\left(7.54\pm 1.32\pm 0.73\right)\times {10}^{-3}, $$ B Λ c + → pη ′ B Λ c + → pK − π + = 7.54 ± 1.32 ± 0.73 × 10 − 3 , where the uncertainties are statistical and systematic, respectively. Using the world-average value of $$ \mathcal{B}\left({\Lambda}_c^{+}\to {pK}^{-}{\pi}^{+}\right) $$ B Λ c + → pK − π + = (6 . 28 ± 0 . 32) × 10 − 2 , we obtain $$ \mathcal{B}\left({\Lambda}_c^{+}\to p\eta^{\prime}\right)=\left(4.73\pm 0.82\pm 0.46\pm 0.24\right)\times {10}^{-4}, $$ Bmore »Λ c + → pη ′ = 4.73 ± 0.82 ± 0.46 ± 0.24 × 10 − 4 , where the uncertainties are statistical, systematic, and from $$ \mathcal{B}\left({\Lambda}_c^{+}\to {pK}^{-}{\pi}^{+}\right) $$ B Λ c + → pK − π + , respectively.« less