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Observation of a New Excited Beauty Strange Baryon Decaying to Ξ$^{-}$$_{b}$π$^{+}$π$^{-}$

CMS Collaboration; Sirunyan, A. M.; Tumasyan, A.; Adam, W.; Andrejkovic, J. W.; Bergauer, T.; Chatterjee, S.; Dragicevic, M.; Escalante Del Valle, A.; Frühwirth, R.; Jeitler, M.; Krammer, N.; Lechner, L.; Liko, D.; Mikulec, I.; Pitters, F. M.; Schieck, J.; Schöfbeck, R.; Spanring, M.; ... mehr

Abstract:

The Ξ$\substack{-\\b}$π$^{+}$π$^{-}$ invariant mass spectrum is investigated with an event sample of proton-proton collisions at √s=13  TeV, collected by the CMS experiment at the LHC in 2016–2018 and corresponding to an integrated luminosity of 140  fb$^{-1}$. The ground state Ξ$\substack{-\\b}$ is reconstructed via its decays to J/ψΞ$^{-}$ and J/ψΛK$^{-}$. A narrow resonance, labeled Ξ$_{b}$ (6100) $^{-}$, is observed at a Ξ$\substack{-\\b}$ π$^{+}$π$^{-}$ invariant mass of 6100.3±0.2(stat)±0.1(syst)±0.6(Ξ$\substack{-\\b}$)  MeV, where the last uncertainty reflects the precision of the Ξ$\substack{-\\b}$ baryon mass. The upper limit on the Ξ$_{b}$(6100)$^{-}$ natural width is determined to be 1.9  MeV at 95% confidence level. The low Ξ$_{b}$(6100)$^{-}$ signal yield observed in data does not allow a measurement of the quantum numbers of the new state. However, following analogies with the established excited Ξ$_{c}$ baryon states, the new Ξ$_{b}$ (6100)$^{-}$ resonance and its decay sequence are consistent with the orbitally excited Ξ$\substack{-\\b}$ baryon, with spin and parity quantum numbers JP=3/2$^{-}$.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000135275
Veröffentlicht am 13.07.2021
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.252003
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Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Astroteilchenphysik (IAP)
Institut für Experimentelle Teilchenphysik (ETP)
Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)
Steinbuch Centre for Computing (SCC)
Universität Karlsruhe (TH) – Zentrale Einrichtungen (Zentrale Einrichtungen)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2021
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 0031-9007, 1079-7114
KITopen-ID: 1000135275
Erschienen in Physical review letters
Verlag American Physical Society (APS)
Band 126
Heft 25
Seiten Article: 252003
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch SCOAP3
Vorab online veröffentlicht am 25.06.2021
Nachgewiesen in arXiv
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