Journal of High Energy Physics (Feb 2018)

Measurement of branching fractions of charmless four-body Λ b 0 and Ξ b 0 decays

  • The LHCb collaboration,
  • R. Aaij,
  • B. Adeva,
  • M. Adinolfi,
  • Z. Ajaltouni,
  • S. Akar,
  • J. Albrecht,
  • F. Alessio,
  • M. Alexander,
  • A. Alfonso Albero,
  • S. Ali,
  • G. Alkhazov,
  • P. Alvarez Cartelle,
  • A. A. Alves,
  • 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,
  • M. Atzeni,
  • 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,
  • V. Batozskaya,
  • V. Battista,
  • A. Bay,
  • L. Beaucourt,
  • J. Beddow,
  • F. Bedeschi,
  • I. Bediaga,
  • A. Beiter,
  • L. J. Bel,
  • N. Beliy,
  • V. Bellee,
  • N. Belloli,
  • K. Belous,
  • I. Belyaev,
  • E. Ben-Haim,
  • G. Bencivenni,
  • S. Benson,
  • S. Beranek,
  • A. Berezhnoy,
  • R. Bernet,
  • D. Berninghoff,
  • E. Bertholet,
  • A. Bertolin,
  • C. Betancourt,
  • F. Betti,
  • M.-O. Bettler,
  • M. van Beuzekom,
  • Ia. Bezshyiko,
  • S. Bifani,
  • P. Billoir,
  • A. Birnkraut,
  • A. Bizzeti,
  • M. Bjørn,
  • T. Blake,
  • F. Blanc,
  • S. Blusk,
  • V. Bocci,
  • T. Boettcher,
  • A. Bondar,
  • N. Bondar,
  • I. Bordyuzhin,
  • S. Borghi,
  • M. Borisyak,
  • M. Borsato,
  • F. Bossu,
  • M. Boubdir,
  • T. J. V. Bowcock,
  • E. Bowen,
  • C. Bozzi,
  • S. Braun,
  • T. Britton,
  • J. Brodzicka,
  • D. Brundu,
  • E. Buchanan,
  • C. Burr,
  • A. Bursche,
  • J. Buytaert,
  • W. Byczynski,
  • S. Cadeddu,
  • H. Cai,
  • R. Calabrese,
  • 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,
  • L. Carson,
  • K. Carvalho Akiba,
  • G. Casse,
  • L. Cassina,
  • M. Cattaneo,
  • G. Cavallero,
  • R. Cenci,
  • D. Chamont,
  • M. Charles,
  • Ph. Charpentier,
  • G. Chatzikonstantinidis,
  • M. Chefdeville,
  • S. Chen,
  • S. F. Cheung,
  • S.-G. Chitic,
  • V. Chobanova,
  • M. Chrzaszcz,
  • A. Chubykin,
  • P. Ciambrone,
  • X. Cid Vidal,
  • G. Ciezarek,
  • P. E. L. Clarke,
  • M. Clemencic,
  • H. V. Cliff,
  • J. Closier,
  • J. Cogan,
  • E. Cogneras,
  • V. Cogoni,
  • L. Cojocariu,
  • P. Collins,
  • T. Colombo,
  • 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,
  • R. Currie,
  • C. D’Ambrosio,
  • F. Da Cunha Marinho,
  • E. Dall’Occo,
  • J. Dalseno,
  • A. Davis,
  • O. De Aguiar Francisco,
  • S. De Capua,
  • M. De Cian,
  • J. M. De Miranda,
  • L. De Paula,
  • M. De Serio,
  • P. De Simone,
  • C. T. Dean,
  • D. Decamp,
  • 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 Suárez,
  • L. Douglas,
  • A. Dovbnya,
  • K. Dreimanis,
  • L. Dufour,
  • G. Dujany,
  • P. Durante,
  • R. Dzhelyadin,
  • M. Dziewiecki,
  • A. Dziurda,
  • A. Dzyuba,
  • 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,
  • D. Fazzini,
  • L. Federici,
  • D. Ferguson,
  • G. Fernandez,
  • P. Fernandez Declara,
  • A. Fernandez Prieto,
  • F. Ferrari,
  • F. Ferreira Rodrigues,
  • M. Ferro-Luzzi,
  • S. Filippov,
  • R. A. Fini,
  • 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. Färber,
  • E. Gabriel,
  • A. Gallas Torreira,
  • D. Galli,
  • S. Gallorini,
  • S. Gambetta,
  • M. Gandelman,
  • P. Gandini,
  • Y. Gao,
  • L. M. Garcia Martin,
  • J. García Pardiñas,
  • 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. Gianì,
  • 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,
  • J. P. Grabowski,
  • R. Graciani Diaz,
  • L. A. Granado Cardoso,
  • E. Graugés,
  • E. Graverini,
  • G. Graziani,
  • A. Grecu,
  • R. Greim,
  • P. Griffith,
  • L. Grillo,
  • L. Gruber,
  • B. R. Gruberg Cazon,
  • O. Grünberg,
  • E. Gushchin,
  • Yu. Guz,
  • T. Gys,
  • C. Göbel,
  • T. Hadavizadeh,
  • C. Hadjivasiliou,
  • G. Haefeli,
  • C. Haen,
  • S. C. Haines,
  • B. Hamilton,
  • X. Han,
  • T. H. Hancock,
  • S. Hansmann-Menzemer,
  • N. Harnew,
  • S. T. Harnew,
  • C. Hasse,
  • M. Hatch,
  • J. He,
  • M. Hecker,
  • K. Heinicke,
  • A. Heister,
  • K. Hennessy,
  • P. Henrard,
  • L. Henry,
  • E. van Herwijnen,
  • M. Heß,
  • A. Hicheur,
  • D. Hill,
  • C. Hombach,
  • P. H. Hopchev,
  • W. Hu,
  • Z. C. Huard,
  • W. Hulsbergen,
  • T. Humair,
  • M. Hushchyn,
  • D. Hutchcroft,
  • P. Ibis,
  • 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,
  • N. Kazeev,
  • M. Kecke,
  • F. Keizer,
  • M. Kelsey,
  • M. Kenzie,
  • T. Ketel,
  • E. Khairullin,
  • B. Khanji,
  • C. Khurewathanakul,
  • T. Kirn,
  • S. Klaver,
  • K. Klimaszewski,
  • T. Klimkovich,
  • S. Koliiev,
  • M. Kolpin,
  • R. Kopecna,
  • P. Koppenburg,
  • A. Kosmyntseva,
  • S. Kotriakhova,
  • M. Kozeiha,
  • L. Kravchuk,
  • M. Kreps,
  • F. Kress,
  • P. Krokovny,
  • F. Kruse,
  • W. Krzemien,
  • W. Kucewicz,
  • M. Kucharczyk,
  • V. Kudryavtsev,
  • A. K. Kuonen,
  • T. Kvaratskheliya,
  • D. Lacarrere,
  • G. Lafferty,
  • A. Lai,
  • G. Lanfranchi,
  • C. Langenbruch,
  • T. Latham,
  • C. Lazzeroni,
  • R. Le Gac,
  • A. Leflat,
  • J. Lefrançois,
  • R. Lefèvre,
  • F. Lemaitre,
  • E. Lemos Cid,
  • O. Leroy,
  • T. Lesiak,
  • B. Leverington,
  • P.-R. Li,
  • T. Li,
  • Y. Li,
  • Z. Li,
  • T. Likhomanenko,
  • R. Lindner,
  • F. Lionetto,
  • V. Lisovskyi,
  • X. Liu,
  • D. Loh,
  • A. Loi,
  • 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,
  • V. Macko,
  • P. Mackowiak,
  • S. Maddrell-Mander,
  • O. Maev,
  • K. Maguire,
  • D. Maisuzenko,
  • M. W. Majewski,
  • S. Malde,
  • B. Malecki,
  • A. Malinin,
  • T. Maltsev,
  • G. Manca,
  • G. Mancinelli,
  • D. Marangotto,
  • 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,
  • 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,
  • J. V. Mead,
  • B. Meadows,
  • C. Meaux,
  • F. Meier,
  • N. Meinert,
  • D. Melnychuk,
  • M. Merk,
  • A. Merli,
  • E. Michielin,
  • D. A. Milanes,
  • E. Millard,
  • M.-N. Minard,
  • L. Minzoni,
  • D. S. Mitzel,
  • A. Mogini,
  • J. Molina Rodriguez,
  • T. Mombacher,
  • I. A. Monroy,
  • S. Monteil,
  • M. Morandin,
  • M. J. Morello,
  • O. Morgunova,
  • J. Moron,
  • A. B. Morris,
  • R. Mountain,
  • F. Muheim,
  • M. Mulder,
  • D. Müller,
  • J. Müller,
  • K. Müller,
  • V. Müller,
  • 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,
  • 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,
  • F. Polci,
  • M. Poli Lener,
  • A. Poluektov,
  • I. Polyakov,
  • E. Polycarpo,
  • G. J. Pomery,
  • S. Ponce,
  • A. Popov,
  • D. Popov,
  • S. Poslavskii,
  • C. Potterat,
  • E. Price,
  • J. Prisciandaro,
  • C. Prouve,
  • V. Pugatch,
  • A. Puig Navarro,
  • H. Pullen,
  • G. Punzi,
  • W. Qian,
  • R. Quagliani,
  • B. Quintana,
  • 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. Robert,
  • A. B. Rodrigues,
  • E. Rodrigues,
  • J. A. Rodriguez Lopez,
  • 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. Ruiz Vidal,
  • 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,
  • G. Sarpis,
  • A. Sarti,
  • C. Satriano,
  • A. Satta,
  • D. M. Saunders,
  • 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,
  • M.-H. Schune,
  • R. Schwemmer,
  • B. Sciascia,
  • A. Sciubba,
  • A. Semennikov,
  • E. S. Sepulveda,
  • 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,
  • M. Stepanova,
  • H. Stevens,
  • S. Stone,
  • B. Storaci,
  • S. Stracka,
  • M. E. Stramaglia,
  • M. Straticiuc,
  • U. Straumann,
  • J. Sun,
  • L. Sun,
  • W. Sutcliffe,
  • K. Swientek,
  • V. Syropoulos,
  • T. Szumlak,
  • M. Szymanski,
  • 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,
  • F. Toriello,
  • R. Tourinho Jadallah Aoude,
  • E. Tournefier,
  • M. Traill,
  • M. T. Tran,
  • M. Tresch,
  • A. Trisovic,
  • A. Tsaregorodtsev,
  • P. Tsopelas,
  • A. Tully,
  • N. Tuning,
  • A. Ukleja,
  • A. Usachov,
  • A. Ustyuzhanin,
  • U. Uwer,
  • C. Vacca,
  • A. Vagner,
  • 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. Voß,
  • J. A. de Vries,
  • C. Vázquez Sierra,
  • R. Waldi,
  • C. Wallace,
  • R. Wallace,
  • J. Walsh,
  • J. Wang,
  • D. R. Ward,
  • H. M. Wark,
  • N. K. Watson,
  • D. Websdale,
  • A. Weiden,
  • C. Weisser,
  • M. Whitehead,
  • J. Wicht,
  • G. Wilkinson,
  • M. Wilkinson,
  • M. Williams,
  • M. P. Williams,
  • M. Williams,
  • T. Williams,
  • F. F. Wilson,
  • J. Wimberley,
  • M. Winn,
  • J. Wishahi,
  • W. Wislicki,
  • M. Witek,
  • G. Wormser,
  • S. A. Wotton,
  • K. Wraight,
  • K. Wyllie,
  • Y. Xie,
  • M. Xu,
  • 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

DOI
https://doi.org/10.1007/JHEP02(2018)098
Journal volume & issue
Vol. 2018, no. 2
pp. 1 – 25

Abstract

Read online

Abstract A search for charmless four-body decays of Λ b 0 and Ξ b 0 baryons with a proton and three charged mesons (either kaons or pions) in the final state is performed. The data sample used was recorded in 2011 and 2012 with the LHCb experiment and corresponds to an integrated luminosity of 3 fb−1. Six decay modes are observed, among which Λ b 0 → pK − π + π −, Λ b 0 → pK − K + K −, Ξ b 0 → pK − π + π − and Ξ b 0 → pK − π + K − are established for the first time. Their branching fractions (including the ratio of hadronisation fractions in the case of the Ξ b 0 baryon) are determined relative to the Λ b 0 → Λ c + π − decay.

Keywords