# Observation of the $\varXi^{-}_{b}\to J/\psi\varLambda K^{-}$ decay

**Authors:** LHCb collaboration: R. Aaij, B. Adeva, M. Adinolfi, Z. Ajaltouni, S., Akar, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, S. Ali, G. Alkhazov, P. Alvarez, Cartelle, A.A. Alves Jr, S. Amato, S. Amerio, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini,, G. Andreassi, M. Andreotti, J.E. Andrews, R.B. Appleby, F. Archilli, P., d'Argent, J. Arnau Romeu, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, G. Auriemma,, M. Baalouch, I. Babuschkin, S. Bachmann, J.J. Back, A. Badalov, C. Baesso, S., Baker, V. Balagura, W. Baldini, R.J. Barlow, C. Barschel, S. Barsuk, W., Barter, F. Baryshnikov, M. Baszczyk, V. Batozskaya, B. Batsukh, V. Battista,, A. Bay, L. Beaucourt, J. Beddow, F. Bedeschi, I. Bediaga, L.J. Bel, V., Bellee, N. Belloli, K. Belous, I. Belyaev, E. Ben-Haim, G. Bencivenni, S., Benson, A. Berezhnoy, R. Bernet, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, M.-O., Bettler, M. van Beuzekom, Ia. Bezshyiko, S. Bifani, P. Billoir, T. Bird, A., Birnkraut, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J. Blouw, S. Blusk, V., Bocci, T. Boettcher, A. Bondar, N. Bondar, W. Bonivento, I. Bordyuzhin, A., Borgheresi, S. Borghi, M. Borisyak, M. Borsato, F. Bossu, M. Boubdir, T.J.V., Bowcock, E. Bowen, C. Bozzi, S. Braun, M. Britsch, T. Britton, J. Brodzicka,, E. Buchanan, C. Burr, A. Bursche, J. Buytaert, S. Cadeddu, R. Calabrese, M., Calvi, M. Calvo Gomez, A. Camboni, P. Campana, D.H. Campora Perez, L., Capriotti, A. Carbone, G. Carboni, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L., Carson, K. Carvalho Akiba, G. Casse, L. Cassina, L. Castillo Garcia, M., Cattaneo, G. Cavallero, R. Cenci, D. Chamont, M. Charles, Ph. Charpentier, G., Chatzikonstantinidis, M. Chefdeville, S. Chen, S.-F. Cheung, V. Chobanova, M., Chrzaszcz, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, P.E.L. Clarke, M. Clemencic, H.V., Cliff, J. Closier, V. Coco, J. Cogan, E. Cogneras, V. Cogoni, L. Cojocariu,, G. Collazuol, P. Collins, A. Comerma-Montells, A. Contu, A. Cook, G. Coombs,, S. Coquereau, G. Corti, M. Corvo, C.M. Costa Sobral, B. Couturier, G.A., Cowan, D.C. Craik, A. Crocombe, M. Cruz Torres, S. Cunliffe, R. Currie, C., D'Ambrosio, F. Da Cunha Marinho, E. Dall'Occo, J. Dalseno, P.N.Y. David, A., Davis, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, J.M. De Miranda, L. De Paula, M., De Serio, P. De Simone, C.T. Dean, D. Decamp, M. Deckenhoff, L. Del Buono, M., Demmer, A. Dendek, D. Derkach, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, A. Di Canto,, H. Dijkstra, F. Dordei, M. Dorigo, A. Dosil Su\'arez, A. Dovbnya, K., Dreimanis, L. Dufour, G. Dujany, K. Dungs, P. Durante, R. Dzhelyadin, A., Dziurda, A. Dzyuba, N. D\'el\'eage, S. Easo, M. Ebert, U. Egede, V., Egorychev, S. Eidelman, S. Eisenhardt, U. Eitschberger, R. Ekelhof, L., Eklund, S. Ely, S. Esen, H.M. Evans, T. Evans, A. Falabella, N. Farley, S., Farry, R. Fay, D. Fazzini, D. Ferguson, A. Fernandez Prieto, F. Ferrari, F., Ferreira Rodrigues, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R.A. Fini, M. Fiore, M., Fiorini, M. Firlej, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, K. Fohl, M., Fontana, F. Fontanelli, D.C. Forshaw, R. Forty, V. Franco Lima, M. Frank, C., Frei, J. Fu, W. Funk, E. Furfaro, C. F\"arber, A. Gallas Torreira, D. Galli,, S. Gallorini, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, L.M. Garcia, Martin, J. Garc\'ia Pardi\~nas, J. Garra Tico, L. Garrido, P.J. Garsed, D., Gascon, C. Gaspar, L. Gavardi, G. Gazzoni, D. Gerick, E. Gersabeck, M., Gersabeck, T. Gershon, Ph. Ghez, S. Gian\`i, V. Gibson, O.G. Girard, L., Giubega, K. Gizdov, V.V. Gligorov, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, I.V., Gorelov, C. Gotti, R. Graciani Diaz, L.A. Granado Cardoso, E. Graug\'es, E., Graverini, G. Graziani, A. Grecu, P. Griffith, L. Grillo, B.R. Gruberg Cazon,, O. Gr\"unberg, E. Gushchin, Yu. Guz, T. Gys, C. G\"obel, T. Hadavizadeh, C., Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S.C. Haines, B. Hamilton, X. Han, S., Hansmann-Menzemer, N. Harnew, S.T. Harnew, J. Harrison, M. Hatch, J. He, T., Head, A. Heister, K. Hennessy, P. Henrard, L. Henry, E. van Herwijnen, M., He{\ss}, A. Hicheur, D. Hill, C. Hombach, H. Hopchev, W. Hulsbergen, T., Humair, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, R. Jacobsson, A., Jaeger, J. Jalocha, E. Jans, A. Jawahery, F. Jiang, M. John, D. Johnson, C.R., Jones, C. Joram, B. Jost, N. Jurik, S. Kandybei, M. Karacson, J.M. Kariuki,, S. Karodia, M. Kecke, M. Kelsey, M. Kenzie, T. Ketel, E. Khairullin, B., Khanji, C. Khurewathanakul, T. Kirn, S. Klaver, K. Klimaszewski, S. Koliiev,, M. Kolpin, I. Komarov, R.F. Koopman, P. Koppenburg, A. Kosmyntseva, A., Kozachuk, M. Kozeiha, L. Kravchuk, K. Kreplin, M. Kreps, P. Krokovny, F., Kruse, W. Krzemien, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, A.K. Kuonen,, K. Kurek, T. Kvaratskheliya, D. Lacarrere, G. Lafferty, A. Lai, G., Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, C. Lazzeroni, R. Le Gac, J. van, Leerdam, A. Leflat, J. Lefran\c{c}ois, R. Lef\`evre, F. Lemaitre, E. Lemos, Cid, O. Leroy, T. Lesiak, B. Leverington, T. Li, Y. Li, T. Likhomanenko, R., Lindner, C. Linn, F. Lionetto, X. Liu, D. Loh, I. Longstaff, J.H. Lopes, D., Lucchesi, M. Lucio Martinez, H. Luo, A. Lupato, E. Luppi, O. Lupton, A., Lusiani, X. Lyu, F. Machefert, F. Maciuc, O. Maev, K. Maguire, S. Malde, A., Malinin, T. Maltsev, G. Manca, G. Mancinelli, P. Manning, J. Maratas, J.F., Marchand, U. Marconi, C. Marin Benito, M. Marinangeli, P. Marino, J. Marks,, G. Martellotti, M. Martin, M. Martinelli, D. Martinez Santos, F. Martinez, Vidal, D. Martins Tostes, L.M. Massacrier, A. Massafferri, R. Matev, A., Mathad, Z. Mathe, C. Matteuzzi, A. Mauri, E. Maurice, B. Maurin, A. Mazurov,, M. McCann, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, F. Meier, M. Meissner, D., Melnychuk, M. Merk, A. Merli, E. Michielin, D.A. Milanes, M.-N. Minard, D.S., Mitzel, A. Mogini, J. Molina Rodriguez, I.A. Monroy, S. Monteil, M. Morandin,, P. Morawski, A. Mord\`a, M.J. Morello, O. Morgunova, J. Moron, A.B. Morris,, R. Mountain, F. Muheim, M. Mulder, M. Mussini, D. M\"uller, J. M\"uller, K., M\"uller, V. M\"uller, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, A. Nandi, I., Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, M. Neuner, T.D. Nguyen,, C. Nguyen-Mau, S. Nieswand, R. Niet, N. Nikitin, T. Nikodem, A. Nogay, A., Novoselov, D.P. O'Hanlon, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, S. Ogilvy, R., Oldeman, C.J.G. Onderwater, J.M. Otalora Goicochea, A. Otto, P. Owen, A., Oyanguren, P.R. Pais, A. Palano, F. Palombo, M. Palutan, A. Papanestis, M., Pappagallo, L.L. Pappalardo, W. Parker, C. Parkes, G. Passaleva, A. Pastore,, G.D. Patel, M. Patel, C. Patrignani, A. Pearce, A. Pellegrino, G. Penso, M., Pepe Altarelli, S. Perazzini, P. Perret, L. Pescatore, K. Petridis, A., Petrolini, A. Petrov, M. Petruzzo, E. Picatoste Olloqui, B. Pietrzyk, M., Pikies, D. Pinci, A. Pistone, A. Piucci, V. Placinta, S. Playfer, M. Plo, Casasus, T. Poikela, F. Polci, A. Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo, G.J., Pomery, A. Popov, D. Popov, B. Popovici, S. Poslavskii, C. Potterat, E., Price, J.D. Price, J. Prisciandaro, A. Pritchard, C. Prouve, V. Pugatch, A., Puig Navarro, G. Punzi, W. Qian, R. Quagliani, B. Rachwal, J.H. Rademacker,, M. Rama, M. Ramos Pernas, M.S. Rangel, I. Raniuk, F. Ratnikov, G. Raven, F., Redi, S. Reichert, A.C. dos Reis, C. Remon Alepuz, V. Renaudin, S. Ricciardi,, S. Richards, M. Rihl, K. Rinnert, V. Rives Molina, P. Robbe, A.B. Rodrigues,, E. Rodrigues, J.A. Rodriguez Lopez, P. Rodriguez Perez, A. Rogozhnikov, S., Roiser, A. Rollings, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, J.W. Ronayne, M., Rotondo, M.S. Rudolph, T. Ruf, P. Ruiz Valls, J.J. Saborido Silva, E., Sadykhov, N. Sagidova, B. Saitta, V. Salustino Guimaraes, C. Sanchez, Mayordomo, B. Sanmartin Sedes, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M., Santimaria, E. Santovetti, A. Sarti, C. Satriano, A. Satta, D.M. Saunders, D., Savrina, S. Schael, M. Schellenberg, M. Schiller, H. Schindler, M. Schlupp,, M. Schmelling, T. Schmelzer, B. Schmidt, O. Schneider, A. Schopper, K., Schubert, M. Schubiger, M.-H. Schune, R. Schwemmer, B. Sciascia, A. Sciubba,, A. Semennikov, A. Sergi, N. Serra, J. Serrano, L. Sestini, P. Seyfert, M., Shapkin, I. Shapoval, Y. Shcheglov, T. Shears, L. Shekhtman, V. Shevchenko,, B.G. Siddi, R. Silva Coutinho, L. Silva de Oliveira, G. Simi, S. Simone, M., Sirendi, N. Skidmore, T. Skwarnicki, E. Smith, I.T. Smith, J. Smith, M., Smith, H. Snoek, l. Soares Lavra, M.D. Sokoloff, F.J.P. Soler, B. Souza De, Paula, B. Spaan, P. Spradlin, S. Sridharan, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, P., Stefko, S. Stefkova, O. Steinkamp, S. Stemmle, O. Stenyakin, H. Stevens, S., Stevenson, S. Stoica, S. Stone, B. Storaci, S. Stracka, M. Straticiuc, U., Straumann, L. Sun, W. Sutcliffe, K. Swientek, V. Syropoulos, M. Szczekowski,, T. Szumlak, S. T'Jampens, A. Tayduganov, T. Tekampe, G. Tellarini, F., Teubert, E. Thomas, J. van Tilburg, M.J. Tilley, V. Tisserand, M. Tobin, S., Tolk, L. Tomassetti, D. Tonelli, S. Topp-Joergensen, F. Toriello, E., Tournefier, S. Tourneur, K. Trabelsi, M. Traill, M.T. Tran, M. Tresch, A., Trisovic, A. Tsaregorodtsev, P. Tsopelas, A. Tully, N. Tuning, A. Ukleja, A., Ustyuzhanin, U. Uwer, C. Vacca, V. Vagnoni, A. Valassi, S. Valat, G. Valenti,, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, S. Vecchi, M. van Veghel, J.J., Velthuis, M. Veltri, G. Veneziano, A. Venkateswaran, M. Vernet, M., Vesterinen, J.V. Viana Barbosa, B. Viaud, D. Vieira, M. Vieites Diaz, H., Viemann, X. Vilasis-Cardona, M. Vitti, V. Volkov, A. Vollhardt, B. Voneki, A., Vorobyev, V. Vorobyev, C. Vo{\ss}, J.A. de Vries, C. V\'azquez Sierra, R., Waldi, C. Wallace, R. Wallace, J. Walsh, J. Wang, D.R. Ward, H.M. Wark, N.K., Watson, D. Websdale, A. Weiden, M. Whitehead, J. Wicht, G. Wilkinson, M., Wilkinson, M. Williams, M.P. Williams, M. Williams, T. Williams, F.F. Wilson,, J. Wimberley, J. Wishahi, W. Wislicki, M. Witek, G. Wormser, S.A. Wotton, K., Wraight, K. Wyllie, Y. Xie, Z. Xing, Z. Xu, Z. Yang, Y. Yao, H. Yin, J. Yu,, X. Yuan, O. Yushchenko, K.A. Zarebski, M. Zavertyaev, L. Zhang, Y. Zhang, Y., Zhang, A. Zhelezov, Y. Zheng, X. Zhu, V. Zhukov, S. Zucchelli

arXiv: 1701.05274 · 2017-07-13

## TL;DR

This paper reports the first observation of the decay $	ext{Ξ}_b^- 	o J/\psi 	ext{Λ} K^-$, measures its production rate relative to $	ext{Λ}_b^0$, and determines the mass difference between these baryons using LHCb data.

## Contribution

The study provides the first measurement of the decay $	ext{Ξ}_b^- 	o J/\psi 	ext{Λ} K^-$ and the mass difference between $	ext{Ξ}_b^-$ and $	ext{Λ}_b^0$ baryons, using data from the LHCb detector.

## Key findings

- Measured the ratio of production rates: (4.19 ± 0.29 (stat) ± 0.15 (syst))×10^{-2}.
- Determined the mass difference: 177.08 ± 0.47 (stat) ± 0.16 (syst) MeV/c^2.
- First observation of the decay mode $	ext{Ξ}_b^- 	o J/\psi 	ext{Λ} K^-$. 

## Abstract

The observation of the decay $\varXi^{-}_{b}\to J/\psi\varLambda K^{-}$ is reported, using a data sample corresponding to an integrated luminosity of $3~\mathrm{fb}^{-1}$, collected by the LHCb detector in $pp$ collisions at centre-of-mass energies of $7$ and $8~\mathrm{TeV}$. The production rate of $\varXi_{b}^{-}$ baryons detected in the decay $\varXi_{b}^{-}\to J/\psi\varLambda K^{-}$ is measured relative to that of $\varLambda_{b}^{0}$ baryons using the decay $\varLambda_{b}^{0}\to J/\psi \varLambda$. Integrated over the $b$-baryon transverse momentum $p_{\rm T}<25~\mathrm{GeV/}c $ and rapidity $2.0<y<4.5$, the measured ratio is \begin{equation*} \frac{f_{\varXi_{b}^{-}}}{f_{\varLambda_{b}^{0}}}\frac{\mathcal{B}(\varXi_{b}^{-}\to J/\psi\varLambda K^{-})}{\mathcal{B}(\varLambda_{b}^{0}\to J/\psi \varLambda)}=(4.19\pm 0.29~(\mathrm{stat})\pm0.15~(\mathrm{syst}))\times 10^{-2}, \end{equation*}where $f_{\varXi_{b}^{-}}$ and $f_{\varLambda_{b}^{0}}$ are the fragmentation fractions of $b\to\varXi_{b}^{-}$ and $b\to\varLambda_{b}^{0}$ transitions, and $\mathcal{B}$ represents the branching fraction of the corresponding $b$-baryon decay. The mass difference between $\varXi_{b}^{-}$ and $\varLambda_{b}^{0}$ baryons is measured to be \begin{equation*} M(\varXi_{b}^{-})-M(\varLambda_{b}^{0})=177.08\pm0.47~(\mathrm{stat})\pm0.16~(\mathrm{syst} )~\mathrm{MeV/}c^{2}. \end{equation*}

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1701.05274/full.md

## Figures

4 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1701.05274/full.md

## References

32 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1701.05274/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1701.05274