First observation of the $$ {\Lambda}_b^0 $$ → D+D−Λ decay

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,Aaij R.,Abdelmotteleb A. S. W.,Abellan Beteta C.,Abudinén F.,Ackernley T.,Adams J. A.,Adefisoye A. A.,Adeva B.,Adinolfi M.,Adlarson P.,Agapopoulou C.,Aidala C. A.,Ajaltouni Z.,Akar S.,Akiba K.,Albicocco P.,Albrecht J.,Alessio F.,Alexander M.,Aliouche Z.,Alvarez Cartelle P.,Amalric R.,Amato S.,Amey J. L.,Amhis Y.,An L.,Anderlini L.,Andersson M.,Andreianov A.,Andreola P.,Andreotti M.,Andreou D.,Anelli A.,Ao D.,Archilli F.,Argenton M.,Arguedas Cuendis S.,Artamonov A.,Artuso M.,Aslanides E.,Atzeni M.,Audurier B.,Bacher D.,Bachiller Perea I.,Bachmann S.,Bachmayer M.,Back J. J.,Baladron Rodriguez P.,Balagura V.,Baldini W.,Baptista de Souza Leite J.,Barbetti M.,Barbosa I. R.,Barlow R. J.,Barsuk S.,Barter W.,Bartolini M.,Bartz J.,Baryshnikov F.,Basels J. M.,Bassi G.,Batsukh B.,Battig A.,Bay A.,Beck A.,Becker M.,Bedeschi F.,Bediaga I. 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R.,Pajero T.,Palano A.,Palutan M.,Panshin G.,Paolucci L.,Papanestis A.,Pappagallo M.,Pappalardo L. L.,Pappenheimer C.,Parkes C.,Passalacqua B.,Passaleva G.,Passaro D.,Pastore A.,Patel M.,Patoc J.,Patrignani C.,Pawley C. J.,Pellegrino A.,Pepe Altarelli M.,Perazzini S.,Pereima D.,Pereiro Castro A.,Perret P.,Perro A.,Petridis K.,Petrolini A.,Petrucci S.,Pfaller J. P.,Pham H.,Pica L.,Piccini M.,Pietrzyk B.,Pietrzyk G.,Pinci D.,Pisani F.,Pizzichemi M.,Placinta V.,Plo Casasus M.,Polci F.,Poli Lener M.,Poluektov A.,Polukhina N.,Polyakov I.,Polycarpo E.,Ponce S.,Popov D.,Poslavskii S.,Prasanth K.,Prouve C.,Pugatch V.,Punzi G.,Qian W.,Qin N.,Qu S.,Quagliani R.,Rabadan Trejo R. I.,Rademacker J. H.,Rama M.,Ramírez García M.,Ramos Pernas M.,Rangel M. S.,Ratnikov F.,Raven G.,Rebollo De Miguel M.,Redi F.,Reich J.,Reiss F.,Ren Z.,Resmi P. K.,Ribatti R.,Ricart G. R.,Riccardi D.,Ricciardi S.,Richardson K.,Richardson-Slipper M.,Rinnert K.,Robbe P.,Robertson G.,Rodrigues E.,Rodriguez Fernandez E.,Rodriguez Lopez J. A.,Rodriguez Rodriguez E.,Rogovskiy A.,Rolf D. L.,Roloff P.,Romanovskiy V.,Romero Lamas M.,Romero Vidal A.,Romolini G.,Ronchetti F.,Rotondo M.,Roy S. R.,Rudolph M. S.,Ruf T.,Ruiz Diaz M.,Ruiz Fernandez R. A.,Ruiz Vidal J.,Ryzhikov A.,Ryzka J.,Saavedra-Arias J. J.,Saborido Silva J. J.,Sadek R.,Sagidova N.,Sahoo D.,Sahoo N.,Saitta B.,Salomoni M.,Sanchez Gras C.,Sanderswood I.,Santacesaria R.,Santamarina Rios C.,Santimaria M.,Santoro L.,Santovetti E.,Saputi A.,Saranin D.,Sarpis G.,Sarpis M.,Sarti A.,Satriano C.,Satta A.,Saur M.,Savrina D.,Sazak H.,Scantlebury Smead L. G.,Scarabotto A.,Schael S.,Scherl S.,Schertz A. M.,Schiller M.,Schindler H.,Schmelling M.,Schmidt B.,Schmitt S.,Schmitz H.,Schneider O.,Schopper A.,Schulte N.,Schulte S.,Schune M. 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D.,Tilquin H.,Tisserand V.,T’Jampens S.,Tobin M.,Tomassetti L.,Tonani G.,Tong X.,Torres Machado D.,Toscano L.,Tou D. Y.,Trippl C.,Tuci G.,Tuning N.,Uecker L. H.,Ukleja A.,Unverzagt D. J.,Ursov E.,Usachov A.,Ustyuzhanin A.,Uwer U.,Vagnoni V.,Valassi A.,Valenti G.,Valls Canudas N.,Van Hecke H.,van Herwijnen E.,Van Hulse C. B.,Van Laak R.,van Veghel M.,Vazquez Gomez R.,Vazquez Regueiro P.,Vázquez Sierra C.,Vecchi S.,Velthuis J. J.,Veltri M.,Venkateswaran A.,Vesterinen M.,Vieites Diaz M.,Vilasis-Cardona X.,Vilella Figueras E.,Villa A.,Vincent P.,Volle F. C.,vom Bruch D.,Vorobyev V.,Voropaev N.,Vos K.,Vouters G.,Vrahas C.,Wagner J.,Walsh J.,Walton E. J.,Wan G.,Wang C.,Wang G.,Wang J.,Wang J.,Wang J.,Wang J.,Wang M.,Wang N. W.,Wang R.,Wang X.,Wang X. W.,Wang Y.,Wang Z.,Wang Z.,Wang Z.,Ward J. A.,Waterlaat M.,Watson N. K.,Websdale D.,Wei Y.,Westhenry B. D. C.,White D. J.,Whitehead M.,Wiederhold A. R.,Wiedner D.,Wilkinson G.,Wilkinson M. K.,Williams M.,Williams M. R. J.,Williams R.,Wilson F. 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Abstract

Abstract The $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 D+DΛ decay is observed for the first time using proton-proton collision data collected by the LHCb experiment at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 5.3 fb1. Using the B0$$ {D}^{+}{D}^{-}{K}_S^0 $$ D + D K S 0 decay as a reference channel, the product of the relative production cross-section and decay branching fractions is measured to be$$ \mathcal{R}=\frac{\sigma_{\Lambda_b^0}}{\sigma_{B^0}}=\frac{\mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to {D}^{+}{D}^{-}\Lambda \right)}{\mathcal{B}\left({B}^0\to {D}^{+}{D}^{-}{K}_{\textrm{S}}^0\right)}=0.179\pm 0.022\pm 0.014, $$ R = σ Λ b 0 σ B 0 = B Λ b 0 D + D Λ B B 0 D + D K S 0 = 0.179 ± 0.022 ± 0.014 , where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. The known branching fraction of the reference channel, $$ \mathcal{B}\left({B}^0\to {D}^{+}{D}^{-}{K}_{\textrm{S}}^0\right) $$ B B 0 D + D K S 0 , and the cross-section ratio, $$ {\sigma}_{\Lambda_b^0}/{\sigma}_{B^0} $$ σ Λ b 0 / σ B 0 , previously measured by LHCb are used to derive the branching fraction of the $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 → D+DΛ decay$$ \mathcal{B}\left({\Lambda}_b^0\to {D}^{+}{D}^{-}\Lambda \right)=\left(1.24\pm 0.15\pm 0.10\pm 0.28\pm 0.11\right)\times {10}^{-4}, $$ B Λ b 0 D + D Λ = 1.24 ± 0.15 ± 0.10 ± 0.28 ± 0.11 × 10 4 , where the third and fourth contributions are due to uncertainties of $$ \mathcal{B}\left({B}^0\to {D}^{+}{D}^{-}{K}_{\textrm{S}}^0\right) $$ B B 0 D + D K S 0 and $$ {\sigma}_{\Lambda_b^0}/{\sigma}_{B^0} $$ σ Λ b 0 / σ B 0 , respectively. Inspection of the D+Λ and D+D invariant-mass distributions suggests a rich presence of intermediate resonances in the decay. The $$ {\Lambda}_b^0 $$ Λ b 0 D*+DΛ decay is also observed for the first time as a partially reconstructed component in the D+DΛ invariant mass spectrum.

Publisher

Springer Science and Business Media LLC

Reference45 articles.

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