Measurement of the masses and widths of the $\Sigma_c(2455)^+$ and $\Sigma_c(2520)^+$ baryons

J. Yelton , I. Adachi , J.K. Ahn , H. Aihara , S. Alsaid , S. Al Said , D.M. Asner , H. Atmacan , V. Aulchenko , T. Aushev , R. Ayad , V. Babu , S. Bahinipati , P. Behera , K. Belous , J. Bennett , M. Bessner , V. Bhardwaj , B. Bhuyan , T. Bilka , J. Biswal , A. Bozek , M. Bracko , P. Branchini , T.E. Browder , A. Budano , M. Campajola , D. Cervenkov , M.-C. Chang , P. Chang , V. Chekelian , A. Chen , B.G. Cheon , K. Chilikin , H.E. Cho , K. Cho , S.-J. Cho , S.-K. Choi , Y. Choi , S. Choudhury , D. Cinabro , S. Cunliffe , S. Das , N. Dash , G. De Nardo , G. de Pietro , G. Denardo , G. Depietro , R. Dhamija , F. Dicapua , F. Di Capua , J. Dingfelder , Z. Dolezal , T.V. Dong , D. Epifanov , T. Ferber , D. Ferlewicz , B.G. Fulsom , R. Garg , V. Gaur , N. Gabyshev , A. Garmash , A. Giri , P. Goldenzweig , E. Graziani , T. Gu , K. Gudkova , C. Hadjivasiliou , T. Hara , O. Hartbrich , K. Hayasaka , H. Hayashii , W.-S. Hou , C.-L. Hsu , K. Inami , A. Ishikawa , R. Itoh , M. Iwasaki , Y. Iwasaki , W.W. Jacobs , S. Jia , Y. Jin , K.K. Joo , A.B. Kaliyar , K.H. Kang , Y. Kato , C. Kiesling , C.H. Kim , D.Y. Kim , K.-H. Kim , S.H. Kim , Y.-K. Kim , K. Kinoshita , P. Kodys , T. Konno , A. Korobov , S. Korpar , E. Kovalenko , P. Krizan , R. Kroeger , P. Krokovny , T. Kuhr , R. Kulasiri , K. Kumara , Y.-J. Kwon , J.S. Lange , M. Laurenza , S.C. Lee , J. Li , L.K. Li , Y.B. Li , L. Li Gioi , J. Libby , K. Lieret , D. Liventsev , C. Macqueen , M. Masuda , T. Matsuda , D. Matvienko , J.T. Mcneil , M. Merola , K. Miyabayashi , R. Mizuk , G.B. Mohanty , T.J. Moon , R. Mussa , M. Nakao , Z. Natkaniec , A. Natochii , L. Nayak , M. Nayak , M. Niiyama , N.K. Nisar , S. Nishida , S. Ogawa , H. Ono , Y. Onuki , P. Oskin , P. Pakhlov , G. Pakhlova , S. Pardi , H. Park , S.-H. Park , S. Paul , T.K. Pedlar , R. Pestotnik , L.E. Piilonen , T. Podobnik , E. Prencipe , M.T. Prim , A. Rostomyan , N. Rout , G. Russo , D. Sahoo , Y. Sakai , S. Sandilya , A. Sangal , L. Santelj , T. Sanuki , V. Savinov , G. Schnell , J. Schueler , C. Schwanda , Y. Seino , K. Senyo , M.E. Sevior , M. Shapkin , C. Sharma , C.P. Shen , J.-G. Shiu , A. Sokolov , E. Solovieva , M. Staric , Z.S. Stottler , M. Sumihama , K. Sumisawa , T. Sumiyoshi , M. Takizawa , U. Tamponi , K. Tanida , Y. Tao , F. Tenchini , K. Trabelsi (1) , M. Uchida , T. Uglov , Y. Unno , S. Uno , P. Urquijo , Y. Usov , S.E. Vahsen , R. van Tonder , R. Vantonder , G. Varner , A. Vinokurova , E. Waheed , C.H. Wang , D. Wang , E. Wang , M.-Z. Wang , P. Wang , M. Watanabe , S. Watanuki (1) , E. Won , B.D. Yabsley , W. Yan , S.B. Yang , H. Ye , J.H. Yin , C.Z. Yuan , Z.P. Zhang , V. Zhilich , V. Zhukova

1 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie

Using $980{\mathrm{fb}}^{-1}$ of data collected with the Belle detector operating at the KEKB asymmetric-energy $e^{+}{e}^{-}$ collider, we report the measurements of the masses, and the first measurements of the instrinsic widths, of the ${\mathrm{\Sigma }}_c(2455{)}^{+}$ and ${\mathrm{\Sigma }}_c(2520{)}^{+}$ charmed baryons. We find $M({\mathrm{\Sigma }}_c(2455{)}^{+})-M({\mathrm{\Lambda }}_c^{+})=166.17\pm 0.05_{-0.07}^{+0.16}\mathrm{MeV}/c^2$, $\mathrm{\Gamma }({\mathrm{\Sigma }}_c(2455{)}^{+})=2.3\pm 0.3\pm 0.3\mathrm{MeV}/c^2$, $M({\mathrm{\Sigma }}_c(2520{)}^{+})-M({\mathrm{\Lambda }}_c^{+})=230.9\pm 0.5_{-0.1}^{+0.5}\mathrm{MeV}/c^2$, and $\mathrm{\Gamma }({\mathrm{\Sigma }}_c(2520{)}^{+})={17.2}_{-2.1-0.7}^{+2.3+3.1}\mathrm{MeV}/c^2$, where the uncertainties are statistical and systematic, respectively. These measurements can be used to test models of the underlying quark structure of the ${\mathrm{\Sigma }}_c$ states.

Mots clés: electron positron: annihilation; electron positron: colliding beams; charmed baryon: electroproduction; mass: width; Sigma/c(2455); Sigma/c(2520); Lambda/c+; BELLE; KEK-B; error: statistical; baryon; mass difference; structure; experimental results

Domaines: Physique des Hautes Energies - Expérience [hep-ex]

J. Yelton, I. Adachi, J.K. Ahn, H. Aihara, S. Alsaid, et al.. Measurement of the masses and widths of the $\Sigma_c(2455)^+$ and $\Sigma_c(2520)^+$ baryons. Physical Review D, 2021, 104 (5), pp.052003. ⟨10.1103/PhysRevD.104.052003⟩. ⟨hal-03288756⟩