Partial wave analysis of the charmed baryon hadronic decay $$ {\Lambda}_c^{+} $$ → Λπ+π0

Abstract

A bstract Based on e + e − collision samples corresponding to an integrated luminosity of 4.4 fb − 1 collected with the BESIII detector at center-of-mass energies between 4 . 6 GeV and 4 . 7 GeV, a partial wave analysis of the charmed baryon hadronic decay $$ {\Lambda}_c^{+} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msubsup><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup></mml:math> → Λ π + π 0 is performed, and the decays $$ {\Lambda}_c^{+} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msubsup><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup></mml:math> → Λ ρ (770) + and $$ {\Lambda}_c^{+} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msubsup><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup></mml:math> → Σ(1385) π are studied for the first time. Making use of the world-average branching fraction $$ \mathcal{B}\left({\Lambda}_c^{+}\to \Lambda {\pi}^{+}{\pi}^0\right) $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math> , their branching fractions are determined to be $$ {\displaystyle \begin{array}{c}\mathcal{B}\left({\Lambda}_c^{+}\to \Lambda \rho {(770)}^{+}\right)=\left(4.06\pm 0.30\pm 0.35\pm 0.23\right)\times {10}^{-2},\\ {}\mathcal{B}\left({\Lambda}_c^{+}\to \varSigma {(1385)}^{+}{\pi}^0\right)=\left(5.86\pm 0.49\pm 0.52\pm 0.35\right)\times {10}^{-3},\\ {}\mathcal{B}\left({\Lambda}_c^{+}\to \varSigma {(1385)}^0{\pi}^{+}\right)=\left(6.47\pm 0.59\pm 0.66\pm 0.38\right)\times {10}^{-3},\end{array}} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mtable><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>ρ</mml:mi><mml:msup><mml:mfenced><mml:mn>770</mml:mn></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>4.06</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.30</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.35</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.23</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>Σ</mml:mi><mml:msup><mml:mfenced><mml:mn>1385</mml:mn></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>5.86</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.49</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.52</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.35</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>Σ</mml:mi><mml:msup><mml:mfenced><mml:mn>1385</mml:mn></mml:mfenced><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced><mml:mrow><mml:mn>6.47</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.59</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.66</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.38</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math> where the first uncertainties are statistical, the second are systematic, and the third are from the uncertainties of the branching fractions $$ \mathcal{B}\left({\Lambda}_c^{+}\to \varLambda {\pi}^{+}{\pi}^0\right) $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mfenced><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math> and $$ \mathcal{B}\left(\Sigma (1385)\to \Lambda \pi \right) $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mfenced><mml:mrow><mml:mi>Σ</mml:mi><mml:mfenced><mml:mn>1385</mml:mn></mml:mfenced><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math> . In addition, the decay asymmetry parameters are measured to be α Λ ρ (770)+ = − 0.763 ± 0.053 ± 0.045, $$ {\alpha}_{\Sigma (1385)+{\pi}^0}=-0.917\pm 0.069\pm 0.056 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Σ</mml:mi><mml:mfenced><mml:mn>1385</mml:mn></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0.917</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.069</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.056</mml:mn></mml:math> , and $$ {\alpha}_{\Sigma {(1385)}^0{\pi}^{+}}=-0.789\pm 0.098\pm 0.056 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>Σ</mml:mi><mml:msup><mml:mfenced><mml:mn>1385</mml:mn></mml:mfenced><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>0.789</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.098</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.056</mml:mn></mml:math> .