# Precision measurement of the $\Lambda_c^+$, $\Xi_c^+$ and $\Xi_c^0$   baryon lifetimes

**Authors:** LHCb collaboration: R. Aaij, C. Abell\'an Beteta, B. Adeva, M., Adinolfi, C.A. Aidala, Z. Ajaltouni, S. Akar, P. Albicocco, J. Albrecht, F., Alessio, M. Alexander, A. Alfonso Albero, G. Alkhazov, P. Alvarez Cartelle,, A.A. Alves Jr, S. Amato, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, G. Andreassi, M., Andreotti, J.E. Andrews, F. Archilli, J. Arnau Romeu, A. Artamonov, M., Artuso, K. Arzymatov, E. Aslanides, M. Atzeni, B. Audurier, S. Bachmann, J.J., Back, S. Baker, V. Balagura, W. Baldini, A. Baranov, R.J. Barlow, S. Barsuk,, W. Barter, M. Bartolini, F. Baryshnikov, V. Batozskaya, B. Batsukh, A., Battig, V. Battista, A. Bay, F. Bedeschi, I. Bediaga, A. Beiter, L.J. Bel, S., Belin, N. Beliy, V. Bellee, N. Belloli, K. Belous, I. Belyaev, G. Bencivenni,, E. Ben-Haim, S. Benson, S. Beranek, A. Berezhnoy, R. Bernet, D. Berninghoff,, E. Bertholet, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, M.O. Bettler, Ia., Bezshyiko, S. Bhasin, J. Bhom, M.S. Bieker, S. Bifani, P. Billoir, A., Birnkraut, A. Bizzeti, M. Bj{\o}rn, M.P. Blago, T. Blake, F. Blanc, S. Blusk,, D. Bobulska, V. Bocci, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bondar, N. Bondar,, S. Borghi, M. Borisyak, M. Borsato, M. Boubdir, T.J.V. Bowcock, C. Bozzi, S., Braun, M. Brodski, J. Brodzicka, A. Brossa Gonzalo, D. Brundu, E. Buchanan,, A. Buonaura, C. Burr, A. Bursche, J.S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S., Cadeddu, H. Cai, R. Calabrese, S. Cali, R. Calladine, 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, K. Carvalho Akiba, G., Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, R. Cenci, M.G. Chapman, M. Charles, Ph., Charpentier, G. Chatzikonstantinidis, M. Chefdeville, V. Chekalina, C. Chen,, S. Chen, S.-G. Chitic, V. Chobanova, M. Chrzaszcz, A. Chubykin, P. Ciambrone,, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, F. Cindolo, P.E.L. Clarke, M. Clemencic, H.V., Cliff, J. Closier, V. Coco, J.A.B. Coelho, J. Cogan, E. Cogneras, L., Cojocariu, P. Collins, T. Colombo, A. Comerma-Montells, A. Contu, G. Coombs,, S. Coquereau, G. Corti, C.M. Costa Sobral, B. Couturier, G.A. Cowan, D.C., Craik, A. Crocombe, M. Cruz Torres, R. Currie, C.L. Da Silva, E. Dall'Occo,, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, A. Danilina, P. d'Argent, 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, J.A. de Vries, C.T. Dean, W. Dean, D., Decamp, L. Del Buono, B. Delaney, H.-P. Dembinski, M. Demmer, A. Dendek, D., Derkach, O. Deschamps, F. Desse, F. Dettori, B. Dey, A. Di Canto, P. Di, Nezza, S. Didenko, H. Dijkstra, F. Dordei, M. Dorigo, A.C. dos Reis, A. Dosil, Su\'arez, L. Douglas, A. Dovbnya, K. Dreimanis, L. Dufour, G. Dujany, P., Durante, J.M. Durham, D. Dutta, R. Dzhelyadin, M. Dziewiecki, A. Dziurda, A., Dzyuba, S. Easo, U. Egede, V. Egorychev, S. Eidelman, S. Eisenhardt, U., Eitschberger, R. Ekelhof, L. Eklund, S. Ely, A. Ene, S. Escher, S. Esen, T., Evans, A. Falabella, C. F\"arber, N. Farley, S. Farry, D. Fazzini, M. F\'eo,, P. Fernandez Declara, A. Fernandez Prieto, F. Ferrari, L. Ferreira Lopes, F., Ferreira Rodrigues, S. Ferreres Sole, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R.A. Fini,, M. Fiorini, M. Firlej, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, M. Fontana,, F. Fontanelli, R. Forty, V. Franco Lima, M. Frank, C. Frei, J. Fu, W. Funk,, E. Gabriel, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gallorini, S. Gambetta, Y. Gan,, M. Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, L.M. Garcia Martin, J. Garc\'ia Pardi\~nas,, B. Garcia Plana, J. Garra Tico, L. Garrido, D. Gascon, C. Gaspar, G. Gazzoni,, D. Gerick, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, D. Gerstel, Ph. Ghez, V., Gibson, O.G. Girard, P. Gironella Gironell, L. Giubega, K. Gizdov, V.V., Gligorov, C. G\"obel, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, I.V. Gorelov, C., Gotti, E. Govorkova, J.P. Grabowski, 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, C. Gu, E. Gushchin, A. Guth, Yu. Guz,, T. Gys, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S.C. Haines,, P.M. Hamilton, Q. Han, X. Han, T.H. Hancock, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew,, T. Harrison, C. Hasse, M. Hatch, J. He, M. Hecker, K. Heinicke, A. Heister,, K. Hennessy, L. Henry, M. He{\ss}, J. Heuel, A. Hicheur, R. Hidalgo Charman,, D. Hill, M. Hilton, P.H. Hopchev, J. Hu, W. Hu, W. Huang, Z.C. Huard, W., Hulsbergen, T. Humair, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, D. Hynds, P. Ibis, M., Idzik, P. Ilten, A. Inglessi, A. Inyakin, K. Ivshin, R. Jacobsson, S., Jakobsen, J. Jalocha, E. Jans, B.K. Jashal, 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, N. Kazeev, M. Kecke, F. Keizer, M., Kelsey, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, A. Kharisova, C. Khurewathanakul,, K.E. Kim, T. Kirn, V.S. Kirsebom, S. Klaver, K. Klimaszewski, S. Koliiev, M., Kolpin, R. Kopecna, P. Koppenburg, I. Kostiuk, S. Kotriakhova, M. Kozeiha, L., Kravchuk, M. Kreps, F. Kress, S. Kretzschmar, P. Krokovny, W. Krupa, W., Krzemien, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, G.J. Kunde, A.K., Kuonen, T. Kvaratskheliya, D. Lacarrere, G. Lafferty, A. Lai, D. Lancierini,, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, C. Lazzeroni, R. Le Gac, R., Lef\`evre, A. Leflat, F. Lemaitre, O. Leroy, T. Lesiak, B. Leverington, H., Li, P.-R. Li, X. Li, Y. Li, Z. Li, X. Liang, T. Likhomanenko, R. Lindner, F., Lionetto, V. Lisovskyi, G. Liu, X. Liu, D. Loh, A. Loi, I. Longstaff, J.H., Lopes, G. Loustau, G.H. Lovell, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A., Lupato, E. Luppi, O. Lupton, A. Lusiani, X. Lyu, F. Machefert, F. Maciuc, V., Macko, P. Mackowiak, S. Maddrell-Mander, O. Maev, K. Maguire, D. Maisuzenko,, M.W. Majewski, S. Malde, B. Malecki, A. Malinin, T. Maltsev, H. Malygina, G., Manca, G. Mancinelli, D. Marangotto, J. Maratas, J.F. Marchand, U. Marconi,, C. Marin Benito, M. Marinangeli, P. Marino, J. Marks, P.J. Marshall, G., Martellotti, M. Martinelli, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A., Massafferri, M. Materok, R. Matev, A. Mathad, Z. Mathe, V. Matiunin, C., Matteuzzi, K.R. Mattioli, A. Mauri, E. Maurice, B. Maurin, M. McCann, A., McNab, R. McNulty, J.V. Mead, B. Meadows, C. Meaux, N. Meinert, D. Melnychuk,, M. Merk, A. Merli, E. Michielin, D.A. Milanes, E. Millard, M.-N. Minard, O., Mineev, L. Minzoni, D.S. Mitzel, A. M\"odden, A. Mogini, R.D. Moise, T., Momb\"acher, I.A. Monroy, S. Monteil, M. Morandin, G. Morello, M.J. Morello,, J. Moron, A.B. Morris, R. Mountain, F. Muheim, M. Mukherjee, M. Mulder, D., M\"uller, J. M\"uller, K. M\"uller, V. M\"uller, C.H. Murphy, D. Murray, P., Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, A. Nandi, T. Nanut, I. Nasteva, M. Needham,, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, R. Newcombe, T.D. Nguyen, C. Nguyen-Mau, S., Nieswand, R. Niet, N. Nikitin, N.S. Nolte, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov,, S. Ogilvy, D.P. O'Hanlon, R. Oldeman, C.J.G. Onderwater, J. D. Osborn, A., Ossowska, J.M. Otalora Goicochea, T. Ovsiannikova, P. Owen, A. Oyanguren,, P.R. Pais, T. Pajero, A. Palano, M. Palutan, G. Panshin, A. Papanestis, M., Pappagallo, L.L. Pappalardo, W. Parker, C. Parkes, G. Passaleva, A. Pastore,, M. Patel, C. Patrignani, A. Pearce, A. Pellegrino, G. Penso, M. Pepe, Altarelli, S. Perazzini, D. Pereima, P. Perret, L. Pescatore, K. Petridis, A., Petrolini, A. Petrov, S. Petrucci, M. Petruzzo, B. Pietrzyk, G. Pietrzyk, M., Pikies, M. Pili, D. Pinci, J. Pinzino, F. Pisani, A. Piucci, V. Placinta, S., Playfer, J. Plews, M. Plo Casasus, F. Polci, M. Poli Lener, M. Poliakova, A., Poluektov, N. Polukhina, I. Polyakov, E. Polycarpo, G.J. Pomery, S. Ponce, A., Popov, D. Popov, S. Poslavskii, E. Price, C. Prouve, V. Pugatch, A. Puig, Navarro, H. Pullen, G. Punzi, W. Qian, J. Qin, R. Quagliani, B. Quintana,, N.V. Raab, B. Rachwal, J.H. Rademacker, M. Rama, M. Ramos Pernas, M.S., Rangel, F. Ratnikov, G. Raven, M. Ravonel Salzgeber, M. Reboud, F. Redi, S., Reichert, F. Reiss, C. Remon Alepuz, Z. Ren, V. Renaudin, S. Ricciardi, S., Richards, K. Rinnert, P. Robbe, A. Robert, A.B. Rodrigues, E. Rodrigues, J.A., Rodriguez Lopez, M. Roehrken, S. Roiser, A. Rollings, V. Romanovskiy, A., Romero Vidal, J.D. Roth, M. Rotondo, M.S. Rudolph, T. Ruf, J. Ruiz Vidal,, J.J. Saborido Silva, N. Sagidova, B. Saitta, V. Salustino Guimaraes, C., Sanchez Gras, C. Sanchez Mayordomo, B. Sanmartin Sedes, R. Santacesaria, C., Santamarina Rios, M. Santimaria, E. Santovetti, G. Sarpis, A. Sarti, C., Satriano, A. Satta, M. Saur, D. Savrina, S. Schael, M. Schellenberg, M., Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, T. Schmelzer, B. Schmidt, O., Schneider, A. Schopper, H.F. Schreiner, M. Schubiger, S. Schulte, M.H., Schune, R. Schwemmer, B. Sciascia, A. Sciubba, A. Semennikov, E.S. Sepulveda,, A. Sergi, N. Serra, J. Serrano, L. Sestini, A. Seuthe, P. Seyfert, M., Shapkin, T. Shears, L. Shekhtman, V. Shevchenko, E. Shmanin, B.G. Siddi, R., Silva Coutinho, L. Silva de Oliveira, G. Simi, S. Simone, I. Skiba, N., Skidmore, T. Skwarnicki, M.W. Slater, J.G. Smeaton, E. Smith, I.T. Smith, M., Smith, M. Soares, l. Soares Lavra, M.D. Sokoloff, F.J.P. Soler, B. Souza De, Paula, B. Spaan, E. Spadaro Norella, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S., Stahl, P. Stefko, S. Stefkova, O. Steinkamp, S. Stemmle, O. Stenyakin, M., Stepanova, H. Stevens, A. Stocchi, S. Stone, S. Stracka, M.E. Stramaglia, M., Straticiuc, U. Straumann, S. Strokov, J. Sun, L. Sun, Y. Sun, K. Swientek, A., Szabelski, T. Szumlak, M. Szymanski, Z. Tang, T. Tekampe, G. Tellarini, F., Teubert, E. Thomas, M.J. Tilley, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, S., Tolk, L. Tomassetti, D. Tonelli, D.Y. Tou, R. Tourinho Jadallah Aoude, E., Tournefier, M. Traill, M.T. Tran, A. Trisovic, A. Tsaregorodtsev, G. Tuci, A., Tully, N. Tuning, A. Ukleja, A. Usachov, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, A. Vagner,, V. Vagnoni, A. Valassi, S. Valat, G. Valenti, M. van Beuzekom, H. Van Hecke,, E. van Herwijnen, C.B. Van Hulse, J. van Tilburg, M. van Veghel, R. Vazquez, Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. V\'azquez Sierra, S. Vecchi, J.J. Velthuis, M., Veltri, A. Venkateswaran, M. Vernet, M. Veronesi, M. Vesterinen, J.V. Viana, Barbosa, D. Vieira, M. Vieites Diaz, H. Viemann, X. Vilasis-Cardona, A., Vitkovskiy, M. Vitti, V. Volkov, A. Vollhardt, D. Vom Bruch, B. Voneki, A., Vorobyev, V. Vorobyev, N. Voropaev, R. Waldi, J. Walsh, J. Wang, M. Wang, Y., Wang, Z. Wang, D.R. Ward, H.M. Wark, N.K. Watson, D. Websdale, A. Weiden, C., Weisser, M. Whitehead, G. Wilkinson, M. Wilkinson, I. Williams, M. Williams,, M.R.J. Williams, T. Williams, F.F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, G., Wormser, S.A. Wotton, K. Wyllie, D. Xiao, Y. Xie, H. Xing, A. Xu, M. Xu, Q., Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Yang, Z. Yang, Y. Yao, L.E. Yeomans, H. Yin, J. Yu, X., Yuan, O. Yushchenko, K.A. Zarebski, M. Zavertyaev, M. Zeng, D. Zhang, L., Zhang, W.C. Zhang, Y. Zhang, A. Zhelezov, Y. Zheng, X. Zhu, V. Zhukov, J.B., Zonneveld, S. Zucchelli

arXiv: 1906.08350 · 2019-08-05

## TL;DR

This paper presents highly precise measurements of the lifetimes of three charm baryons using LHCb data, revealing a significantly longer lifetime for the ^0 than previously known.

## Contribution

First precise measurement of ^+ and ^0 baryon lifetimes with improved accuracy, highlighting a discrepancy for the ^0 lifetime compared to previous data.

## Key findings

- ^+ lifetime measured at 203.5 fs
- ^0 lifetime measured at 154.5 fs
- ^0 lifetime is 3.3 standard deviations larger than previous world average

## Abstract

We report measurements of the lifetimes of the $\Lambda_c^+$, $\Xi_c^+$ and $\Xi_c^0$ charm baryons using proton-proton collision data at center-of-mass energies of 7 and 8\tev, corresponding to an integrated luminosity of 3.0 fb$^{-1}$, collected by the LHCb experiment. The charm baryons are reconstructed through the decays $\Lambda_c^+\to pK^-\pi^+$, $\Xi_c^+\to pK^-\pi^+$ and $\Xi_c^0\to pK^-K^-\pi^+$, and originate from semimuonic decays of beauty baryons. The lifetimes are measured relative to that of the $D^+$ meson, and are determined to be \begin{align*}   \tau_{\Lambda_c^+} &= 203.5\pm1.0\pm1.3\pm1.4~{\rm fs}, \newline   \tau_{\Xi_c^+} &= 456.8\pm3.5\pm2.9\pm3.1~{\rm fs}, \newline   \tau_{\Xi_c^0} &= 154.5\pm1.7\pm1.6\pm1.0~{\rm fs}, \end{align*} where the uncertainties are statistical, systematic, and due to the uncertainty in the $D^+$ lifetime. The measurements are approximately 3--4 times more precise than the current world average values. The $\Lambda_c^+$ and $\Xi_c^+$ lifetimes are in agreement with previous measurements; however, the $\Xi_c^0$ baryon lifetime is approximately 3.3 standard deviations larger than the world average value.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1906.08350/full.md

## Figures

10 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1906.08350/full.md

## References

41 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1906.08350/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1906.08350