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RESEARCH PRODUCT

First Observation of the Semileptonic Decay $\Lambda_c^+\rightarrow pK^- e^+\nu_e$

Besiii CollaborationM. AblikimM. N. AchasovP. AdlarsonM. AlbrechtR. AlibertiA. AmorosoM. R. AnQ. AnX. H. BaiY. BaiO. BakinaR. Baldini FerroliI. BalossinoY. BanV. BatozskayaD. BeckerK. BegzsurenN. BergerM. BertaniD. BettoniF. BianchiJ. BlomsA. BortoneI. BoykoR. A. BriereA. BrueggemannH. CaiX. CaiA. CalcaterraG. F. CaoN. CaoS. A. CetinJ. F. ChangW. L. ChangG. ChelkovC. ChenChao ChenG. ChenH. S. ChenM. L. ChenS. J. ChenS. M. ChenT. ChenX. R. ChenX. T. ChenY. B. ChenZ. J. ChenW. S. ChengS. K. ChoiX. ChuG. CibinettoF. CossioJ. J. CuiH. L. DaiJ. P. DaiA. DbeyssiR. E. De BoerD. DedovichZ. Y. DengA. DenigI. DenysenkoM. DestefanisF. De MoriY. DingJ. DongL. Y. DongM. Y. DongX. DongS. X. DuP. EgorovY. L. FanJ. FangS. S. FangW. X. FangY. FangR. FarinelliL. FavaF. FeldbauerG. FeliciC. Q. FengJ. H. FengK FischerM. FritschC. FritzschC. D. FuH. GaoY. N. GaoYang GaoS. GarbolinoI. GarziaP. T. GeZ. W. GeC. GengE. M. GersabeckA GilmanK. GoetzenL. GongW. X. GongW. GradlM. GrecoL. M. GuM. H. GuY. T. GuC. Y GuanA. Q. GuoL. B. GuoR. P. GuoY. P. GuoA. GuskovT. T. HanW. Y. HanX. Q. HaoF. A. HarrisK. K. HeK. L. HeF. H. HeinsiusC. H. HeinzY. K. HengC. HeroldM. HimmelreichG. Y. HouY. R. HouZ. L. HouH. M. HuJ. F. HuT. HuY. HuG. S. HuangK. X. HuangL. Q. HuangL. Q. HuangX. T. HuangY. P. HuangZ. HuangT. HussainN HüskenW. ImoehlM. IrshadJ. JacksonS. JaegerS. JanchivE. JangJ. H. JeongQ. JiQ. P. JiX. B. JiX. L. JiY. Y. JiZ. K. JiaH. B. JiangS. S. JiangX. S. JiangY. JiangJ. B. JiaoZ. JiaoS. JinY. JinM. Q. JingT. JohanssonN. Kalantar-nayestanakiX. S. KangR. KappertM. KavatsyukB. C. KeI. K. KeshkA. KhoukazP. KieseR. KiuchiR. KliemtL. KochO. B. KolcuB. KopfM. KuemmelM. KuessnerA. KupscW. KühnJ. J. LaneJ. S. LangeP. LarinA. LavaniaL. LavezziZ. H. LeiH. LeithoffM. LellmannT. LenzC. LiC. LiC. H. LiCheng LiD. M. LiF. LiG. LiH. LiH. LiH. B. LiH. J. LiH. N. LiJ. Q. LiJ. S. LiJ. W. LiKe LiL. J LiL. K. LiLei LiM. H. LiP. R. LiS. X. LiS. Y. LiT. LiW. D. LiW. G. LiX. H. LiX. L. LiXiaoyu LiH. LiangH. LiangH. 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QinX. S. QinZ. H. QinJ. F. QiuS. Q. QuK. H. RashidC. F. RedmerK. J. RenA. RivettiV. RodinM. RoloG. RongCh. RosnerS. N. RuanH. S. SangA. SarantsevY. SchelhaasC. SchnierK. SchönningM. ScodeggioK. Y. ShanW. ShanX. Y. ShanJ. F. ShangguanL. G. ShaoM. ShaoC. P. ShenH. F. ShenX. Y. ShenB. -A. ShiH. C. ShiJ. Y. ShiQ. Q. ShiR. S. ShiX. ShiX. D ShiJ. J. SongW. M. SongY. X. SongS. SosioS. SpataroF. StielerK. X. SuP. P. SuY. -J. SuG. X. SunH. SunH. K. SunJ. F. SunL. SunS. S. SunT. SunW. Y. SunX SunY. J. SunY. Z. SunZ. T. SunY. H. TanY. X. TanC. J. TangG. Y. TangJ. TangL. Y TaoQ. T. TaoM. TatJ. X. TengV. ThorenW. H. TianY. TianI. UmanB. WangB. L. WangC. W. WangD. Y. WangF. WangH. J. WangH. P. WangK. WangL. L. WangM. WangM. Z. WangMeng WangS. WangT. WangT. J. WangW. WangW. H. WangW. P. WangX. WangX. F. WangX. L. WangY. WangY. D. WangY. F. WangY. H. WangY. Q. WangYaqian WangZ. WangZ. Y. WangZiyi WangD. H. WeiF. WeidnerS. P. WenD. J. WhiteU. WiednerG. WilkinsonM. WolkeL. WollenbergJ. F. WuL. H. WuL. J. WuX. WuX. H. WuY. WuZ. WuL. XiaT. XiangD. XiaoG. Y. XiaoH. XiaoS. Y. XiaoY. L. XiaoZ. J. XiaoC. XieX. H. XieY. XieY. G. XieY. H. XieZ. P. XieT. Y. XingC. F. XuC. J. XuG. F. XuH. Y. XuQ. J. XuS. Y. XuX. P. XuY. C. XuZ. P. XuF. YanL. YanW. B. YanW. C. YanH. J. YangH. L. YangH. X. YangL. YangS. L. YangTao YangY. X. YangYifan YangM. YeM. H. YeJ. H. YinZ. Y. YouB. X. YuC. X. YuG. YuT. YuC. Z. YuanL. YuanS. C. YuanX. Q. YuanY. YuanZ. Y. YuanC. X. YueA. A. ZafarF. R. ZengX. ZengY. ZengY. H. ZhanA. Q. ZhangB. L. ZhangB. X. ZhangD. H. ZhangG. Y. ZhangH. ZhangH. H. ZhangH. H. ZhangH. Y. ZhangJ. L. ZhangJ. Q. ZhangJ. W. ZhangJ. X. ZhangJ. Y. ZhangJ. Z. ZhangJianyu ZhangJiawei ZhangL. M. ZhangL. Q. ZhangLei ZhangP. ZhangQ. Y. ZhangShulei ZhangX. D. ZhangX. M. ZhangX. Y. ZhangX. Y. ZhangY. ZhangY. T. ZhangY. H. ZhangYan ZhangYao ZhangZ. H. ZhangZ. Y. ZhangZ. Y. ZhangG. ZhaoJ. ZhaoJ. Y. ZhaoJ. Z. ZhaoLei ZhaoLing ZhaoM. G. ZhaoQ. ZhaoS. J. ZhaoY. B. ZhaoY. X. ZhaoZ. G. ZhaoA. ZhemchugovB. ZhengJ. P. ZhengY. H. ZhengB. ZhongC. ZhongX. ZhongH. ZhouL. P. ZhouX. ZhouX. K. ZhouX. R. ZhouX. Y. ZhouY. Z. ZhouJ. ZhuK. ZhuK. J. ZhuL. X. ZhuS. H. ZhuS. Q. ZhuT. J. ZhuW. J. ZhuY. C. ZhuZ. A. ZhuB. S. ZouJ. H. Zou

subject

High Energy Physics - Experiment

description

Using $4.5~\mathrm{fb}^{-1}$ of $e^+e^-$ annihilation data samples collected at the center-of-mass energies ranging from 4.600~GeV to 4.699~GeV with the BESIII detector at the BEPCII collider, a first study of the semileptonic decays $\Lambda_c^+\rightarrow pK^-e^+\nu_e$, $\Lambda_c^+\rightarrow \Lambda(1520) e^+\nu_e$ and $\Lambda_c^+\rightarrow \Lambda(1405) e^+\nu_e$ is performed. The $\Lambda_c^+\rightarrow pK^-e^+\nu_e$ decay is observed with a significance of $8.2\sigma$ and the branching fraction is measured to be $\mathcal{B}(\Lambda_c^+\rightarrow pK^- e^+\nu_e)=(0.88\pm0.17_{\rm stat.}\pm0.07_{\rm syst.})\times 10^{-3}$. We also report evidence of $\Lambda_c^+\rightarrow \Lambda(1520)e^+\nu_e$ and $\Lambda_c^+\rightarrow \Lambda(1405)e^+\nu_e$ with significances of $3.3\sigma$ and $3.2\sigma$, respectively, and measure $\mathcal B(\Lambda^+_c\rightarrow \Lambda(1520)e^+\nu_e)=(1.02\pm0.52_{\rm stat.}\pm0.11_{\rm syst.})\times10^{-3}$ and $\mathcal B(\Lambda^+_c\rightarrow \Lambda(1405)[\rightarrow pK^-]e^+\nu_e)=(0.42\pm0.19_{\rm stat.}\pm0.04_{\rm syst.})\times10^{-3}$. Combining these with the inclusive semileptonic $\Lambda_c^+$ branching fraction measured by BESIII, the relative fraction is determined to be $[\mathcal{B}(\Lambda_c^+\rightarrow pK^-e^+\nu_e)/\mathcal{B}(\Lambda_c^+\rightarrow X e^+\nu_e)]=(2.1\pm0.4_{\rm stat.}\pm0.2_{\rm syst.})\%$, which provides a clear confirmation that semileptonic $\Lambda_c^+$ decays are not saturated by the $\Lambda \ell^+\nu_{\ell}$ final state.

10.1103/physrevd.106.112010http://arxiv.org/abs/2207.11483