# Observation of the decays $\Lambda_b^0 \to \chi_{c1} p K^-$ and   $\Lambda_b^0 \to \chi_{c2} p K^-$

**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, A. Baranov, R.J. Barlow, C. Barschel, S., Barsuk, W. Barter, F. Baryshnikov, M. Baszczyk, V. Batozskaya, V. Battista,, A. Bay, L. Beaucourt, J. Beddow, F. Bedeschi, I. Bediaga, A. Beiter, L.J., Bel, V. Bellee, N. Belloli, K. Belous, I. Belyaev, E. Ben-Haim, G., Bencivenni, S. Benson, S. Beranek, A. Berezhnoy, R. Bernet, A. Bertolin, C., Betancourt, F. Betti, M.-O. Bettler, M. van Beuzekom, Ia. Bezshyiko, S., Bifani, P. Billoir, 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, 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, A. Chubykin, 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, 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, A., Davis, O. De Aguiar Francisco, 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, H.-P. Dembinski, M. Demmer, A. Dendek, D. Derkach,, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, A. Di Canto, P. Di Nezza, H. Dijkstra, F., Dordei, M. Dorigo, A. Dosil Su\'arez, A. Dovbnya, K. Dreimanis, L. Dufour, G., Dujany, K. Dungs, P. Durante, R. Dzhelyadin, M. Dziewiecki, 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, G. Fernandez, 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, E. Gabriel, 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, E. Govorkova, R. Graciani Diaz, L.A. Granado, Cardoso, E. Graug\'es, E. Graverini, G. Graziani, A. Grecu, R. Greim, P., Griffith, L. Grillo, L. Gruber, 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, P.H. Hopchev, Z.-C. Huard, W. Hulsbergen, T. Humair, M., Hushchyn, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, R. Jacobsson, 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, T. Klimkovich, S. Koliiev, M. Kolpin, I., Komarov, R. Kopecna, P. Koppenburg, A. Kosmyntseva, S. Kotriakhova, A., Kozachuk, M. Kozeiha, L. Kravchuk, 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, Z. Li, T. Likhomanenko, R. Lindner, 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, 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, M.J. Morello, O. Morgunova,, J. Moron, A.B. Morris, A.P. 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, D.P. O'Hanlon, A. Oblakowska-Mucha, V., Obraztsov, S. Ogilvy, R. Oldeman, C.J.G. Onderwater, A. Ossowska, J.M., Otalora Goicochea, P. Owen, A. Oyanguren, P.R. Pais, A. Palano, M. Palutan,, A. Papanestis, M. Pappagallo, L.L. Pappalardo, C. Pappenheimer, W. Parker, C., Parkes, G. Passaleva, A. Pastore, 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, M. Poli Lener, A., Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo, G.J. Pomery, S. Ponce, A. Popov, D., Popov, B. Popovici, S. Poslavskii, C. Potterat, E. Price, J. Prisciandaro, C., Prouve, V. Pugatch, A. Puig Navarro, G. Punzi, C. Qian, W. Qian, R., Quagliani, B. Rachwal, J.H. Rademacker, M. Rama, M. Ramos Pernas, M.S., Rangel, I. Raniuk, F. Ratnikov, G. Raven, M. Ravonel Salzgeber, M. Reboud, 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, D. Sanchez Gonzalo,, 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, H.F. Schreiner, 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, 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. Stoica, S. Stone, B. Storaci, S. Stracka, M.E., Stramaglia, 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, R. Tourinho Jadallah Aoude, 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, T.A. Verlage, 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, M.A., Winn, J. Wishahi, W. Wislicki, M. Witek, G. Wormser, S.A. Wotton, K. Wraight,, K. Wyllie, Y. Xie, Z. Xu, Z. Yang, Z. Yang, Y. Yao, H. Yin, J. Yu, X. Yuan,, O. Yushchenko, K.A. Zarebski, M. Zavertyaev, L. Zhang, Y. Zhang, A. Zhelezov,, Y. Zheng, X. Zhu, V. Zhukov, J.B. Zonneveld, S. Zucchelli

arXiv: 1704.07900 · 2017-08-10

## TL;DR

This paper reports the first observation of specific Lambda_b^0 baryon decays involving chi_c states, measuring their branching ratios and the baryon mass with high precision using LHCb data.

## Contribution

It provides the first observation and measurement of branching ratios for Lambda_b^0 decays to chi_c1 and chi_c2 states, and determines the baryon mass with improved accuracy.

## Key findings

- First observation of these decay modes.
- Measured branching fraction ratios with uncertainties.
- Precise Lambda_b^0 mass measurement.

## Abstract

The first observation of the decays $\Lambda_b^0 \to \chi_{c1} p K^-$ and $\Lambda_b^0 \to \chi_{c2} p K^-$ is reported using a data sample corresponding to an integrated luminosity of $3.0$ fb$^{-1}$, collected by the LHCb experiment in $pp$ collisions at centre-of-mass energies of 7 and 8 TeV. The following ratios of branching fractions are measured   \begin{eqnarray*}   \frac{{\cal B}(\Lambda_b^0 \to \chi_{c1} p K^-)}{{\cal B}(\Lambda_b^0 \to J/\psi p K^-)} = 0.242 \pm 0.014 \pm 0.013 \pm 0.009,   \frac{{\cal B}(\Lambda_b^0 \to \chi_{c2} p K^-)}{{\cal B}(\Lambda_b^0 \to J/\psi p K^-)} = 0.248 \pm 0.020 \pm 0.014 \pm 0.009,   \frac{{\cal B}(\Lambda_b^0 \to \chi_{c2} p K^-)}{{\cal B}(\Lambda_b^0 \to \chi_{c1} p K^-)} = 1.02 \pm 0.10 \pm 0.02 \pm 0.05,   \end{eqnarray*} where the first uncertainty is statistical, the second systematic and the third due to the uncertainty on the branching fractions of the $\chi_{c1}\to J/\psi\gamma$ and $\chi_{c2} \to J/\psi\gamma$ decays. Using both decay modes, the mass of the $\Lambda_b^0$ baryon is also measured to be $m_{\Lambda_b^0} = 5619.44 \pm 0.28 \pm 0.26$ MeV/$c^2$, where the first and second uncertainties are statistical and systematic, respectively.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1704.07900/full.md

## Figures

3 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1704.07900/full.md

## References

53 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1704.07900/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1704.07900