Observation of a New Charmed Baryon Decaying to Ξc+π−π+</…

The <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><a:mrow><a:msubsup><a:mrow><a:mi mathvariant="normal">Ξ</a:mi></a:mrow><a:mrow><a:mi>c</a:mi></a:mrow><a:mrow><a:mo>+</a:mo></a:mrow></a:msubsup><a:msup><a:mrow><a:mi>π</a:mi></a:mrow><a:mrow><a:mo>−</a:mo></a:mrow></a:msup><a:msup><a:mrow><a:mi>π</a:mi></a:mrow><a:mrow><a:mo>+</a:mo></a:mrow></a:msup></a:mrow></a:math> spectrum is investigated using proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of <d:math xmlns:d="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><d:mn>5.4</d:mn><d:mtext> </d:mtext><d:mtext> </d:mtext><d:msup><d:mi>fb</d:mi><d:mrow><d:mo>−</d:mo><d:mn>1</d:mn></d:mrow></d:msup></d:math>, collected by the LHCb experiment during 2016–2018. Four states are observed with high significance, and their masses and widths are measured to be <f:math xmlns:f="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><f:mrow><f:mi>m</f:mi><f:mo stretchy="false">[</f:mo><f:msub><f:mrow><f:mi mathvariant="normal">Ξ</f:mi></f:mrow><f:mrow><f:mi>c</f:mi></f:mrow></f:msub><f:mo stretchy="false">(</f:mo><f:mn>2815</f:mn><f:msup><f:mrow><f:mo stretchy="false">)</f:mo></f:mrow><f:mrow><f:mo>+</f:mo></f:mrow></f:msup><f:mo stretchy="false">]</f:mo><f:mo>=</f:mo><f:mn>2816.65</f:mn><f:mo>±</f:mo><f:mn>0.03</f:mn><f:mo>±</f:mo><f:mn>0.03</f:mn><f:mo>±</f:mo><f:mn>0.23</f:mn><f:mtext> </f:mtext><f:mtext> </f:mtext><f:mi>MeV</f:mi></f:mrow></f:math>, <m:math xmlns:m="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><m:mrow><m:mi mathvariant="normal">Γ</m:mi><m:mo stretchy="false">[</m:mo><m:msub><m:mrow><m:mi mathvariant="normal">Ξ</m:mi></m:mrow><m:mrow><m:mi>c</m:mi></m:mrow></m:msub><m:mo stretchy="false">(</m:mo><m:mn>2815</m:mn><m:msup><m:mrow><m:mo stretchy="false">)</m:mo></m:mrow><m:mrow><m:mo>+</m:mo></m:mrow></m:msup><m:mo stretchy="false">]</m:mo><m:mo>=</m:mo><m:mn>2.07</m:mn><m:mo>±</m:mo><m:mn>0.08</m:mn><m:mo>±</m:mo><m:mn>0.12</m:mn><m:mtext> </m:mtext><m:mtext> </m:mtext><m:mi>MeV</m:mi></m:mrow></m:math>, <u:math xmlns:u="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><u:mrow><u:mi>m</u:mi><u:mo stretchy="false">[</u:mo><u:msub><u:mrow><u:mi mathvariant="normal">Ξ</u:mi></u:mrow><u:mrow><u:mi>c</u:mi></u:mrow></u:msub><u:mo stretchy="false">(</u:mo><u:mn>2923</u:mn><u:msup><u:mrow><u:mo stretchy="false">)</u:mo></u:mrow><u:mrow><u:mo>+</u:mo></u:mrow></u:msup><u:mo stretchy="false">]</u:mo><u:mo>=</u:mo><u:mn>2922.8</u:mn><u:mo>±</u:mo><u:mn>0.3</u:mn><u:mo>±</u:mo><u:mn>0.5</u:mn><u:mo>±</u:mo><u:mn>0.2</u:mn><u:mtext> </u:mtext><u:mtext> </u:mtext><u:mi>MeV</u:mi></u:mrow></u:math>, <bb:math xmlns:bb="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><bb:mrow><bb:mi mathvariant="normal">Γ</bb:mi><bb:mo stretchy="false">[</bb:mo><bb:msub><bb:mrow><bb:mi mathvariant="normal">Ξ</bb:mi></bb:mrow><bb:mrow><bb:mi>c</bb:mi></bb:mrow></bb:msub><bb:mo stretchy="false">(</bb:mo><bb:mn>2923</bb:mn><bb:msup><bb:mrow><bb:mo stretchy="false">)</bb:mo></bb:mrow><bb:mrow><bb:mo>+</bb:mo></bb:mrow></bb:msup><bb:mo stretchy="false">]</bb:mo><bb:mo>=</bb:mo><bb:mn>5.3</bb:mn><bb:mo>±</bb:mo><bb:mn>0.9</bb:mn><bb:mo>±</bb:mo><bb:mn>1.4</bb:mn><bb:mtext> </bb:mtext><bb:mtext> </bb:mtext><bb:mi>MeV</bb:mi></bb:mrow></bb:math>, <jb:math xmlns:jb="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><jb:mrow><jb:mi>m</jb:mi><jb:mo stretchy="false">[</jb:mo><jb:msub><jb:mrow><jb:mi mathvariant="normal">Ξ</jb:mi></jb:mrow><jb:mrow><jb:mi>c</jb:mi></jb:mrow></jb:msub><jb:mo stretchy="false">(</jb:mo><jb:mn>2970</jb:mn><jb:msup><jb:mrow><jb:mo stretchy="false">)</jb:mo></jb:mrow><jb:mrow><jb:mo>+</jb:mo></jb:mrow></jb:msup><jb:mo stretchy="false">]</jb:mo><jb:mo>=</jb:mo><jb:mspace linebreak="goodbreak"/><jb:mn>2968.6</jb:mn><jb:mo>±</jb:mo><jb:mn>0.5</jb:mn><jb:mo>±</jb:mo><jb:mn>0.5</jb:mn><jb:mo>±</jb:mo><jb:mn>0.2</jb:mn><jb:mtext> </jb:mtext><jb:mtext> </jb:mtext><jb:mi>MeV</jb:mi></jb:mrow></jb:math>, <rb:math xmlns:rb="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><rb:mrow><rb:mi mathvariant="normal">Γ</rb:mi><rb:mo stretchy="false">[</rb:mo><rb:msub><rb:mrow><rb:mi mathvariant="normal">Ξ</rb:mi></rb:mrow><rb:mrow><rb:mi>c</rb:mi></rb:mrow></rb:msub><rb:mo stretchy="false">(</rb:mo><rb:mn>2970</rb:mn><rb:msup><rb:mrow><rb:mo stretchy="false">)</rb:mo></rb:mrow><rb:mrow><rb:mo>+</rb:mo></rb:mrow></rb:msup><rb:mo stretchy="false">]</rb:mo><rb:mo>=</rb:mo><rb:mn>31.7</rb:mn><rb:mo>±</rb:mo><rb:mn>1.7</rb:mn><rb:mo>±</rb:mo><rb:mn>1.9</rb:mn><rb:mtext> </rb:mtext><rb:mtext> </rb:mtext><rb:mi>MeV</rb:mi></rb:mrow></rb:math>, <zb:math xmlns:zb="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><zb:mrow><zb:mo stretchy="false">[</zb:mo><zb:msub><zb:mrow><zb:mi mathvariant="normal">Ξ</zb:mi></zb:mrow><zb:mrow><zb:mi>c</zb:mi></zb:mrow></zb:msub><zb:mo stretchy="false">(</zb:mo><zb:mn>3080</zb:mn><zb:msup><zb:mrow><zb:mo stretchy="false">)</zb:mo></zb:mrow><zb:mrow><zb:mo>+</zb:mo></zb:mrow></zb:msup><zb:mo stretchy="false">]</zb:mo><zb:mo>=</zb:mo><zb:mn>3076.8</zb:mn><zb:mo>±</zb:mo><zb:mspace linebreak="goodbreak"/><zb:mn>0.7</zb:mn><zb:mo>±</zb:mo><zb:mn>1.3</zb:mn><zb:mo>±</zb:mo><zb:mn>0.2</zb:mn><zb:mtext> </zb:mtext><zb:mtext> </zb:mtext><zb:mi>MeV</zb:mi></zb:mrow></zb:math>, <hc:math xmlns:hc="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><hc:mrow><hc:mi mathvariant="normal">Γ</hc:mi><hc:mo stretchy="false">[</hc:mo><hc:msub><hc:mrow><hc:mi mathvariant="normal">Ξ</hc:mi></hc:mrow><hc:mrow><hc:mi>c</hc:mi></hc:mrow></hc:msub><hc:mo stretchy="false">(</hc:mo><hc:mn>3080</hc:mn><hc:msup><hc:mrow><hc:mo stretchy="false">)</hc:mo></hc:mrow><hc:mrow><hc:mo>+</hc:mo></hc:mrow></hc:msup><hc:mo stretchy="false">]</hc:mo><hc:mo>=</hc:mo><hc:mn>6.8</hc:mn><hc:mo>±</hc:mo><hc:mn>2.3</hc:mn><hc:mo>±</hc:mo><hc:mn>0.9</hc:mn><hc:mtext> </hc:mtext><hc:mtext> </hc:mtext><hc:mi>MeV</hc:mi></hc:mrow></hc:math>, where the uncertainties are statistical, systematic, and due to the limited precision on the <pc:math xmlns:pc="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><pc:msubsup><pc:mi mathvariant="normal">Ξ</pc:mi><pc:mi>c</pc:mi><pc:mo>+</pc:mo></pc:msubsup></pc:math> mass, respectively. The <sc:math xmlns:sc="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><sc:msub><sc:mi mathvariant="normal">Ξ</sc:mi><sc:mi>c</sc:mi></sc:msub><sc:mo stretchy="false">(</sc:mo><sc:mn>2923</sc:mn><sc:msup><sc:mo stretchy="false">)</sc:mo><sc:mo>+</sc:mo></sc:msup></sc:math> baryon is observed for the first time, and is consistent with being the isospin partner of the previously observed <xc:math xmlns:xc="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><xc:msub><xc:mi mathvariant="normal">Ξ</xc:mi><xc:mi>c</xc:mi></xc:msub><xc:mo stretchy="false">(</xc:mo><xc:mn>2923</xc:mn><xc:msup><xc:mo stretchy="false">)</xc:mo><xc:mn>0</xc:mn></xc:msup></xc:math> state. Most of the measured parameters are more precise than existing world averages.