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Preprint PUBDB-2020-03130
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First Determination of the Spin and Parity of a Charmed-Strange Baryon, $\Xi_{c}(2970)^+$

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2020

1-15 () [10.3204/PUBDB-2020-03130]  GO

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Report No.: BELLE Preprint 2020-09; arXiv:2007.14700

Abstract: We report results from a study of the spin and parity of $\Xi_{c}(2970)^+$ using a $980~\mathrm{fb^{-1}}$ data sample collected by the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy $e^{+}e^{-}$ collider. The decay angle distributions in the chain $\Xi_{c}(2970)^+ \to \Xi_c(2645)^{0}\pi^{+} \to \Xi_c^{+}\pi^{-}\pi^{+}$ are analyzed to determine the spin of this charmed-strange baryon. The angular distributions strongly favor the $\Xi_{c}(2970)^+$ spin $J =1/2$ over $3/2$ or $5/2$, under an assumption that the lowest partial wave dominates in the decay. We also measure the ratio of $\Xi_{c}(2970)^+$ decay branching fractions $R={\mathcal{B}[ \Xi_{c}(2970)^+ \to \Xi_c(2645)^{0}\pi^{+} ]} / { \mathcal{B}[ \Xi_{c}(2970)^+ \to \Xi_c^{\prime0}\pi^{+} ]} =1.67 \pm 0.29\mathrm{(stat.)}^{ +0.15}_{ -0.09}\mathrm{(syst.)} \pm 0.25\mathrm{(IS)}$, where the last uncertainty is due to possible isospin-symmetry-breaking effects. This $R$ value favors the spin-parity $J^P=1/2^+$ with the spin of the light-quark degrees of freedom $s_{l}=0$. This is the first determination of the spin and parity of a charmed-strange baryon.

Keyword(s): electron positron: annihilation ; electron positron: colliding beams ; Xi/c(2980): hadronic decay ; Xi/c(2645): hadronic decay ; baryon: spin ; baryon: parity ; measure: ratio ; charmed baryon: strangeness ; angular distribution ; Xi/c(2980): branching ratio ; branching ratio: ratio: measured ; partial wave ; KEK-B ; BELLE ; experimental results ; Xi/c(2980)+ --> Xi/c(2645)0 pi+ ; Xi/c(2645)0 --> Xi/c+ pi- pi+


Note: To be submitted to Physical Review Letters
Contributing Institute(s):
  1. beauftragt von FH (Belle)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF3-611) (POF3-611)
Experiment(s):
  1. KEK: BELLE I/II

Appears in the scientific report 2020
Database coverage:
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The record appears in these collections:
Private Collections > >DESY > >FH > Belle
Document types > Reports > Preprints
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 Record created 2020-08-27, last modified 2021-11-10
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