⚛️ high-energy experiments

Evidence for the semileptonic decay $\Lambda_c^{+} \to p \pi^{-} e^+ \nu_e$

Utilizzando 4,5 fb⁻¹ di dati di collisioni $e^+e^-$ raccolti dal rivelatore BESIII, i ricercatori hanno eseguito la prima ricerca del decadimento semileptonico Cabibbo-soppresso $\Lambda_c^+ \to p\pi^-e^+\nu_e$ , misurando la sua frazione di branching come $(2,96\pm0,95_{\rm stat}\pm0,23_{\rm syst})\times10^{-4}$ con una significatività statistica di $4,2\sigma$ .

Autori originali: BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, Y. Bai, O. Bakina, Y. Ban, H. -R. Bao, X. L. Bao, V. Batozskaya, K. BegzBESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, Y. Bai, O. Bakina, Y. Ban, H. -R. Bao, X. L. Bao, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berlowski, M. B. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, H. Cai, M. H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, X. Y. Chai, J. F. Chang, T. T. Chang, G. R. Che, Y. Z. Che, C. H. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, H. Y. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, S. M. Chen, T. Chen, W. Chen, X. R. Chen, X. T. Chen, X. Y. Chen, Y. B. Chen, Y. Q. Chen, Z. K. Chen, J. Cheng, L. N. Cheng, S. K. Choi, X. Chu, G. Cibinetto, F. Cossio, J. Cottee-Meldrum, H. L. Dai, J. P. Dai, X. C. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, C. Q. Deng, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denisenko, M. Destefanis, F. De Mori, X. X. Ding, Y. Ding, Y. X. Ding, Yi. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, M. C. Du, S. X. Du, Shaoxu Du, X. L. Du, Y. Q. Du, Y. Y. Duan, Z. H. Duan, P. Egorov, G. F. Fan, J. J. Fan, Y. H. Fan, J. Fang, Jin Fang, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Q. Fang, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, L. Feng, Q. X. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, J. L. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, Y. Gao, Y. N. Gao, Y. Y. Gao, Yunong Gao, Z. Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, E. M. Gersabeck, A. Gilman, K. Goetzen, J. Gollub, J. B. Gong, J. D. Gong, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, S. Gramigna, M. Greco, M. D. Gu, M. H. Gu, C. Y. Guan, A. Q. Guo, H. Guo, J. N. Guo, L. B. Guo, M. J. Guo, R. P. Guo, X. Guo, Y. P. Guo, Z. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, J. Y. Han, T. T. Han, X. Han, F. Hanisch, K. D. Hao, X. Q. Hao, F. A. Harris, C. Z. He, K. K. He, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, P. C. Hong, G. Y. Hou, X. T. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, Q. P. Hu, S. L. Hu, T. Hu, Y. Hu, Y. X. Hu, Z. M. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Q. Huang, P. Huang, X. T. Huang, Y. P. Huang, Y. S. Huang, T. Hussain, N. Hüsken, N. in der Wiesche, J. Jackson, Q. Ji, Q. P. Ji, W. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, L. K. Jia, X. Q. Jia, D. Jiang, H. B. Jiang, P. C. Jiang, S. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, J. K. Jiao, Z. Jiao, L. C. L. Jin, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, X. M. Jing, T. Johansson, S. Kabana, X. L. Kang, X. S. Kang, B. C. Ke, V. Khachatryan, A. Khoukaz, O. B. Kolcu, B. Kopf, L. Kröger, L. Krümmel, Y. Y. Kuang, M. Kuessner, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. Kühn, Q. Lan, W. N. Lan, T. T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. H. Li, C. K. Li, Chunkai Li, Cong Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. L. Li, H. N. Li, H. P. Li, Hui Li, J. S. Li, J. W. Li, K. Li, K. L. Li, L. J. Li, Lei Li, M. H. Li, M. R. Li, M. T. Li, P. L. Li, P. R. Li, Q. M. Li, Q. X. Li, R. Li, S. Li, S. X. Li, S. Y. Li, Shanshan Li, T. Li, T. Y. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. Li, X. H. Li, X. K. Li, X. L. Li, X. Y. Li, X. Z. Li, Y. Li, Y. G. Li, Y. P. Li, Z. H. Li, Z. J. Li, Z. L. Li, Z. X. Li, Z. Y. Li, C. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, L. B. Liao, M. H. Liao, Y. P. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. C. Lin, D. X. Lin, T. Lin, B. J. Liu, B. X. Liu, C. Liu, C. X. Liu, F. Liu, F. H. Liu, Feng Liu, G. M. Liu, H. Liu, H. B. Liu, H. M. Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. J. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, Kun Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, T. Liu, W. M. Liu, W. T. Liu, X. Liu, X. K. Liu, X. L. Liu, X. P. Liu, X. Y. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Yi Liu, Z. A. Liu, Z. D. Liu, Z. L. Liu, Z. Q. Liu, Z. Y. Liu, X. C. Lou, H. J. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. H. Lu, Y. P. Lu, Z. H. Lu, C. L. Luo, J. R. Luo, J. S. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, Z. Y. Lv, X. R. Lyu, Y. F. Lyu, Y. H. Lyu, F. C. Ma, H. L. Ma, Heng Ma, J. L. Ma, L. L. Ma, L. R. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, R. Y. Ma, T. Ma, X. T. Ma, X. Y. Ma, Y. M. Ma, F. E. Maas, I. MacKay, M. Maggiora, S. Malde, Q. A. Malik, H. X. Mao, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, A. Marshall, F. M. Melendi, Y. H. Meng, Z. X. Meng, G. Mezzadri, H. Miao, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, B. Moses, N. Yu. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, H. Neuwirth, Z. Ning, S. Nisar, Q. L. Niu, W. D. Niu, Y. Niu, C. Normand, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, G. L. Peng, H. P. Peng, X. J. Peng, Y. Y. Peng, K. Peters, K. Petridis, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, V. Prasad, L. P. Pöpping, F. Z. Qi, H. R. Qi, M. Qi, S. Qian, W. B. Qian, C. F. Qiao, J. H. Qiao, J. J. Qin, J. L. Qin, L. Q. Qin, L. Y. Qin, P. B. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, Z. H. Qu, J. Rademacker, C. F. Redmer, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, S. S. Rong, F. Rosini, Ch. Rosner, M. Q. Ruan, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, M. Schernau, K. Schoenning, M. Scodeggio, W. Shan, X. Y. Shan, Z. J. Shang, J. F. Shangguan, L. G. Shao, M. Shao, C. P. Shen, H. F. Shen, W. H. Shen, X. Y. Shen, B. A. Shi, Ch. Y. Shi, H. Shi, J. L. Shi, J. Y. Shi, M. H. Shi, S. Y. Shi, X. Shi, H. L. Song, J. J. Song, M. H. Song, T. Z. Song, W. M. Song, Y. X. Song, Zirong Song, S. Sosio, S. Spataro, S Stansilaus, F. Stieler, M. Stolte, S. S Su, G. B. Sun, G. X. Sun, H. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, K. Sun, L. Sun, R. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, Y. C. Sun, Y. H. Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. Q. Sun, Z. T. Sun, H. Tabaharizato, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, J. J. Tang, L. F. Tang, Y. A. Tang, L. Y. Tao, M. Tat, J. X. Teng, J. Y. Tian, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, I. Uman, E. van der Smagt, B. Wang, Bin Wang, Bo Wang, C. Wang, Chao Wang, Cong Wang, D. Y. Wang, H. J. Wang, H. R. Wang, J. Wang, J. J. Wang, J. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. W. Wang, M. Wang, Mi Wang, N. Y. Wang, S. Wang, Shun Wang, T. Wang, T. J. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, X. L. Wang, X. N. Wang, Xin Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. H. Wang, Y. J. Wang, Y. L. Wang, Y. N. Wang, Yanning Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Yuan Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Q. Wang, Z. Y. Wang, Zhi Wang, Ziyi Wang, D. Wei, D. H. Wei, D. J. Wei, H. R. Wei, F. Weidner, S. P. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, Lianjie Wu, S. G. Wu, S. M. Wu, X. W. Wu, Z. Wu, H. L. Xia, L. Xia, B. H. Xiang, D. Xiao, G. Y. Xiao, H. Xiao, Y. L. Xiao, Z. J. Xiao, C. Xie, K. J. Xie, Y. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Z. P. Xie, T. Y. Xing, D. B. Xiong, C. J. Xu, G. F. Xu, H. Y. Xu, M. Xu, Q. J. Xu, Q. N. Xu, T. D. Xu, X. P. Xu, Y. Xu, Y. C. Xu, Z. S. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, W. H. Yan, W. P. Yan, X. Q. Yan, Y. Y. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, J. H. Yang, R. J. Yang, X. Y. Yang, Y. Yang, Y. H. Yang, Y. M. Yang, Y. Q. Yang, Y. Z. Yang, Youhua Yang, Z. Y. Yang, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, Z. J. Ye, Junhao Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, G. Yu, J. S. Yu, L. W. Yu, T. Yu, X. D. Yu, Y. C. Yu, Yongchao Yu, C. Z. Yuan, H. Yuan, J. Yuan, Jie Yuan, L. Yuan, M. K. Yuan, S. H. Yuan, Y. Yuan, C. X. Yue, Ying Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, S. H. Zeng, X. Zeng, Y. J. Zeng, Yujie Zeng, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, Gengyuan Zhang, H. Zhang, H. C. Zhang, H. H. Zhang, H. Q. Zhang, H. R. Zhang, H. Y. Zhang, Han Zhang, J. Zhang, J. J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. S. Zhang, J. W. Zhang, J. X. Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, Jianyu Zhang, Jin Zhang, Jiyuan Zhang, L. M. Zhang, Lei Zhang, N. Zhang, P. Zhang, Q. Zhang, Q. Y. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, S. N. Zhang, Shulei Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. P. Zhang, Yu Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. X. Zhang, Z. Y. Zhang, Zh. Zh. Zhang, Zhilong Zhang, Ziyang Zhang, Ziyu Zhang, G. Zhao, J. -P. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. Zhao, Lei Zhao, M. G. Zhao, R. P. Zhao, S. J. Zhao, Y. B. Zhao, Y. L. Zhao, Y. P. Zhao, Y. X. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, B. M. Zheng, J. P. Zheng, W. J. Zheng, W. Q. Zheng, X. R. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, C. Zhong, H. Zhou, J. Q. Zhou, S. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, Y. X. Zhou, Y. Z. Zhou, A. N. Zhu, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, K. S. Zhu, L. X. Zhu, Lin Zhu, S. H. Zhu, T. J. Zhu, W. D. Zhu, W. J. Zhu, W. Z. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, X. Y. Zhuang, M. Zhuge, J. H. Zou

Pubblicato 2026-09-16

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CC BY 4.0

Autori originali: BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, Y. Bai, O. Bakina, Y. Ban, H. -R. Bao, X. L. Bao, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berlowski, M. B. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, H. Cai, M. H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, X. Y. Chai, J. F. Chang, T. T. Chang, G. R. Che, Y. Z. Che, C. H. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, H. Y. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, S. M. Chen, T. Chen, W. Chen, X. R. Chen, X. T. Chen, X. Y. Chen, Y. B. Chen, Y. Q. Chen, Z. K. Chen, J. Cheng, L. N. Cheng, S. K. Choi, X. Chu, G. Cibinetto, F. Cossio, J. Cottee-Meldrum, H. L. Dai, J. P. Dai, X. C. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, C. Q. Deng, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denisenko, M. Destefanis, F. De Mori, X. X. Ding, Y. Ding, Y. X. Ding, Yi. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, M. C. Du, S. X. Du, Shaoxu Du, X. L. Du, Y. Q. Du, Y. Y. Duan, Z. H. Duan, P. Egorov, G. F. Fan, J. J. Fan, Y. H. Fan, J. Fang, Jin Fang, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Q. Fang, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, L. Feng, Q. X. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, J. L. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, Y. Gao, Y. N. Gao, Y. Y. Gao, Yunong Gao, Z. Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, E. M. Gersabeck, A. Gilman, K. Goetzen, J. Gollub, J. B. Gong, J. D. Gong, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, S. Gramigna, M. Greco, M. D. Gu, M. H. Gu, C. Y. Guan, A. Q. Guo, H. Guo, J. N. Guo, L. B. Guo, M. J. Guo, R. P. Guo, X. Guo, Y. P. Guo, Z. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, J. Y. Han, T. T. Han, X. Han, F. Hanisch, K. D. Hao, X. Q. Hao, F. A. Harris, C. Z. He, K. K. He, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, P. C. Hong, G. Y. Hou, X. T. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, Q. P. Hu, S. L. Hu, T. Hu, Y. Hu, Y. X. Hu, Z. M. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Q. Huang, P. Huang, X. T. Huang, Y. P. Huang, Y. S. Huang, T. Hussain, N. Hüsken, N. in der Wiesche, J. Jackson, Q. Ji, Q. P. Ji, W. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, L. K. Jia, X. Q. Jia, D. Jiang, H. B. Jiang, P. C. Jiang, S. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, J. K. Jiao, Z. Jiao, L. C. L. Jin, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, X. M. Jing, T. Johansson, S. Kabana, X. L. Kang, X. S. Kang, B. C. Ke, V. Khachatryan, A. Khoukaz, O. B. Kolcu, B. Kopf, L. Kröger, L. Krümmel, Y. Y. Kuang, M. Kuessner, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. Kühn, Q. Lan, W. N. Lan, T. T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. H. Li, C. K. Li, Chunkai Li, Cong Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. L. Li, H. N. Li, H. P. Li, Hui Li, J. S. Li, J. W. Li, K. Li, K. L. Li, L. J. Li, Lei Li, M. H. Li, M. R. Li, M. T. Li, P. L. Li, P. R. Li, Q. M. Li, Q. X. Li, R. Li, S. Li, S. X. Li, S. Y. Li, Shanshan Li, T. Li, T. Y. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. Li, X. H. Li, X. K. Li, X. L. Li, X. Y. Li, X. Z. Li, Y. Li, Y. G. Li, Y. P. Li, Z. H. Li, Z. J. Li, Z. L. Li, Z. X. Li, Z. Y. Li, C. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, L. B. Liao, M. H. Liao, Y. P. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. C. Lin, D. X. Lin, T. Lin, B. J. Liu, B. X. Liu, C. Liu, C. X. Liu, F. Liu, F. H. Liu, Feng Liu, G. M. Liu, H. Liu, H. B. Liu, H. M. Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. J. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, Kun Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, T. Liu, W. M. Liu, W. T. Liu, X. Liu, X. K. Liu, X. L. Liu, X. P. Liu, X. Y. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Yi Liu, Z. A. Liu, Z. D. Liu, Z. L. Liu, Z. Q. Liu, Z. Y. Liu, X. C. Lou, H. J. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. H. Lu, Y. P. Lu, Z. H. Lu, C. L. Luo, J. R. Luo, J. S. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, Z. Y. Lv, X. R. Lyu, Y. F. Lyu, Y. H. Lyu, F. C. Ma, H. L. Ma, Heng Ma, J. L. Ma, L. L. Ma, L. R. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, R. Y. Ma, T. Ma, X. T. Ma, X. Y. Ma, Y. M. Ma, F. E. Maas, I. MacKay, M. Maggiora, S. Malde, Q. A. Malik, H. X. Mao, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, A. Marshall, F. M. Melendi, Y. H. Meng, Z. X. Meng, G. Mezzadri, H. Miao, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, B. Moses, N. Yu. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, H. Neuwirth, Z. Ning, S. Nisar, Q. L. Niu, W. D. Niu, Y. Niu, C. Normand, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, G. L. Peng, H. P. Peng, X. J. Peng, Y. Y. Peng, K. Peters, K. Petridis, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, V. Prasad, L. P. Pöpping, F. Z. Qi, H. R. Qi, M. Qi, S. Qian, W. B. Qian, C. F. Qiao, J. H. Qiao, J. J. Qin, J. L. Qin, L. Q. Qin, L. Y. Qin, P. B. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, Z. H. Qu, J. Rademacker, C. F. Redmer, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, S. S. Rong, F. Rosini, Ch. Rosner, M. Q. Ruan, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, M. Schernau, K. Schoenning, M. Scodeggio, W. Shan, X. Y. Shan, Z. J. Shang, J. F. Shangguan, L. G. Shao, M. Shao, C. P. Shen, H. F. Shen, W. H. Shen, X. Y. Shen, B. A. Shi, Ch. Y. Shi, H. Shi, J. L. Shi, J. Y. Shi, M. H. Shi, S. Y. Shi, X. Shi, H. L. Song, J. J. Song, M. H. Song, T. Z. Song, W. M. Song, Y. X. Song, Zirong Song, S. Sosio, S. Spataro, S Stansilaus, F. Stieler, M. Stolte, S. S Su, G. B. Sun, G. X. Sun, H. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, K. Sun, L. Sun, R. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, Y. C. Sun, Y. H. Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. Q. Sun, Z. T. Sun, H. Tabaharizato, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, J. J. Tang, L. F. Tang, Y. A. Tang, L. Y. Tao, M. Tat, J. X. Teng, J. Y. Tian, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, I. Uman, E. van der Smagt, B. Wang, Bin Wang, Bo Wang, C. Wang, Chao Wang, Cong Wang, D. Y. Wang, H. J. Wang, H. R. Wang, J. Wang, J. J. Wang, J. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. W. Wang, M. Wang, Mi Wang, N. Y. Wang, S. Wang, Shun Wang, T. Wang, T. J. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, X. L. Wang, X. N. Wang, Xin Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. H. Wang, Y. J. Wang, Y. L. Wang, Y. N. Wang, Yanning Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Yuan Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Q. Wang, Z. Y. Wang, Zhi Wang, Ziyi Wang, D. Wei, D. H. Wei, D. J. Wei, H. R. Wei, F. Weidner, S. P. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, Lianjie Wu, S. G. Wu, S. M. Wu, X. W. Wu, Z. Wu, H. L. Xia, L. Xia, B. H. Xiang, D. Xiao, G. Y. Xiao, H. Xiao, Y. L. Xiao, Z. J. Xiao, C. Xie, K. J. Xie, Y. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Z. P. Xie, T. Y. Xing, D. B. Xiong, C. J. Xu, G. F. Xu, H. Y. Xu, M. Xu, Q. J. Xu, Q. N. Xu, T. D. Xu, X. P. Xu, Y. Xu, Y. C. Xu, Z. S. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, W. H. Yan, W. P. Yan, X. Q. Yan, Y. Y. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, J. H. Yang, R. J. Yang, X. Y. Yang, Y. Yang, Y. H. Yang, Y. M. Yang, Y. Q. Yang, Y. Z. Yang, Youhua Yang, Z. Y. Yang, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, Z. J. Ye, Junhao Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, G. Yu, J. S. Yu, L. W. Yu, T. Yu, X. D. Yu, Y. C. Yu, Yongchao Yu, C. Z. Yuan, H. Yuan, J. Yuan, Jie Yuan, L. Yuan, M. K. Yuan, S. H. Yuan, Y. Yuan, C. X. Yue, Ying Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, S. H. Zeng, X. Zeng, Y. J. Zeng, Yujie Zeng, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, Gengyuan Zhang, H. Zhang, H. C. Zhang, H. H. Zhang, H. Q. Zhang, H. R. Zhang, H. Y. Zhang, Han Zhang, J. Zhang, J. J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. S. Zhang, J. W. Zhang, J. X. Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, Jianyu Zhang, Jin Zhang, Jiyuan Zhang, L. M. Zhang, Lei Zhang, N. Zhang, P. Zhang, Q. Zhang, Q. Y. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, S. N. Zhang, Shulei Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. P. Zhang, Yu Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. X. Zhang, Z. Y. Zhang, Zh. Zh. Zhang, Zhilong Zhang, Ziyang Zhang, Ziyu Zhang, G. Zhao, J. -P. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. Zhao, Lei Zhao, M. G. Zhao, R. P. Zhao, S. J. Zhao, Y. B. Zhao, Y. L. Zhao, Y. P. Zhao, Y. X. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, B. M. Zheng, J. P. Zheng, W. J. Zheng, W. Q. Zheng, X. R. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, C. Zhong, H. Zhou, J. Q. Zhou, S. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, Y. X. Zhou, Y. Z. Zhou, A. N. Zhu, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, K. S. Zhu, L. X. Zhu, Lin Zhu, S. H. Zhu, T. J. Zhu, W. D. Zhu, W. J. Zhu, W. Z. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, X. Y. Zhuang, M. Zhuge, J. H. Zou

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Nel mondo subatomico, la materia è costruita da una piccola famiglia di particelle chiamate quark. Questi minuscoli costituenti si legano insieme per formare particelle più grandi note come barioni. Uno di questi barioni, il Lambda-c, è una particella pesante e a vita breve che contiene un quark charm. Poiché è instabile, il Lambda-c non dura a lungo; si trasforma rapidamente in altre particelle più leggere. Questa trasformazione è governata dalla forza debole, una delle quattro forze fondamentali della natura. Quando un Lambda-c decade, può talvolta emettere un elettrone e un neutrino, un processo noto come decadimento semileptonico. Questi specifici decadimenti sono come finestre pulite per i fisici. A differenza di altri decadimenti disordinati dove molte particelle volano via in direzioni caotiche, i decadimenti semileptonici lasciano una scia chiara che permette agli scienziati di scrutare all'interno della struttura della particella originale e capire come i suoi componenti interni si riorganizzano durante la rottura.

Per decenni, i fisici hanno studiato i modi più comuni in cui un Lambda-c decade, ma sono stati ansiosi di trovare variazioni più rare e difficili da individuare. Una di queste rare variazioni coinvolge il Lambda-c che si trasforma in un protone, un pione, un elettrone e un neutrino. Questo specifico percorso è soppresso dalle regole della fisica delle particelle, rendendo molto più difficile l'accadimento rispetto ai percorsi standard. Trovarlo è cruciale perché funge da test per le nostre teorie su come queste particelle si comportano. Se la velocità con cui questo raro decadimento avviene corrisponde alle nostre previsioni, conferma la nostra attuale comprensione del mondo subatomico. Se differisce, potrebbe suggerire una nuova fisica o richiedere di riscrivere le regole di come queste particelle interagiscono.

Un team di ricercatori che utilizza il rivelatore BESIII al Beijing Electron Positron Collider ha ora compiuto un passo significativo verso la risposta a questa domanda. Hanno analizzato una massiccia collezione di dati, pari a 4,5 femtobarn inversi di registrazioni di collisioni, raccolte in un intervallo di livelli energetici compreso tra 4,600 e 4,699 GeV. In queste collisioni, fasci di elettroni e positroni si scontrano per creare coppie di particelle Lambda-c e anti-Lambda-c. Il team ha utilizzato una tecnica intelligente per isolare il raro decadimento che stava cercando. Hanno prima identificato una particella della coppia, l'anti-Lambda-c, ricostruendo il suo decadimento in modi canonici adronici noti. Sapendo esattamente come si muoveva la particella partner, potevano inferire le proprietà del loro gemello, il Lambda-c, anche se il Lambda-c stesso decadeva in un mix di particelle che includeva un neutrino invisibile.

Per trovare il segnale specifico del Lambda-c che si trasforma in un protone, un pione e un elettrone, i ricercatori hanno dovuto filtrare un mare di rumore di fondo. Molti altri processi possono produrre particelle dall'aspetto simile, e il neutrino invisibile rende la ricostruzione complicata. Il team ha definito una variabile cinematica specifica, essenzialmente una misura di energia e momento mancanti, che dovrebbe essere zero per gli eventi del segnale reale. Hanno applicato una serie di filtri rigorosi ai loro dati, controllando le traiettorie delle particelle cariche, identificando i loro tipi con alta precisione e rifiutando eventi che sembravano provenire da decadimenti più comuni. Hanno anche utilizzato uno strumento di machine learning, un albero decisionale potenziato (boosted decision tree), per distinguere le sottili differenze tra il segnale desiderato e il rimanente disordine del background.

Dopo aver setacciato i dati, il team ha trovato un piccolo ma distinto eccesso di eventi che corrispondeva alle aspettative del segnale. Hanno contato 15,4 eventi, con un'incertezza di 4,9, sopra il background previsto. Questo risultato corrisponde a una frazione di ramificazione, ovvero la probabilità che questo specifico decadimento avvenga, di circa 2,96 per 10 alla potenza negativa 4. In termini statistici, la probabilità che questo risultato sia solo una fluttuazione casuale del background è estremamente bassa, corrispondente a una significatività di 4,2 deviazioni standard. Nel linguaggio della fisica delle particelle, questo è considerato una prova forte, sebbene non ancora una scoperta definitiva, che tipicamente richiede una soglia più alta.

I ricercatori hanno anche esaminato attentamente la massa del sistema protone-pione per vedere se il decadimento fosse avvenuto attraverso uno stato eccitato intermedio, una risonanza temporanea che potrebbe essersi formata prima di rompersi. Con l'attuale quantità di dati, non hanno trovato segni chiari di tali stati intermedi. Questa mancanza di evidenza per specifiche particelle intermedie aiuta a vincolare i modelli teorici. Alcuni calcoli precedenti prevedevano che questo decadimento avesse avuto luogo molto più frequentemente se fosse proceduto attraverso un particolare stato nucleone eccitato. La nuova misurazione suggerisce che quelle previsioni più elevate siano probabilmente errate, poiché il tasso osservato è troppo basso per sostenerle. Sebbene lo studio non abbia ancora individuato il meccanismo esatto del decadimento, fornisce un nuovo dato vitale che restringe il campo delle possibilità per i teorici.

Questo lavoro rappresenta uno sforzo attento e rigoroso per mappare il panorama dei decadimenti dei barioni charm. Confermando l'esistenza di questo canale di decadimento raro e misurandone il tasso, la collaborazione BESIII ha fornito un nuovo vincolo per la comunità scientifica. Il risultato è un tassello solido del puzzle, che aiuta a raffinare la nostra comprensione della forza debole e della struttura della materia. Mentre il rivelatore continua a raccogliere più dati negli anni a venire, la sensibilità di queste misurazioni migliorerà, permettendo potenzialmente agli scienziati di isolare i contributi degli stati intermedi e approfondire la loro visione della complessa dinamica delle particelle subatomiche.

Sintesi Tecnica: Evidenza per il decadimento semileptonico $\Lambda_c^+ \to p\pi^- e^+ \nu_e$

Problema e Motivazione
I decadimenti semileptonici (SL) del barione charm nello stato fondamentale $\Lambda_c^+$ fungono da piattaforma critica per investigare la struttura interna del $\Lambda_c^+$ e la dinamica degli adroni nello stato finale. Mentre le transizioni Cabibbo-favorite (CF) ( $c \to s$ ) sono state ampiamente studiate dalla collaborazione BESIII, le transizioni Cabibbo-soppresse (CS) ( $c \to d$ ) rimangono significativamente più difficili da osservare a causa delle frazioni di branching (BF) più piccole e della sostanziale contaminazione da background CF.

Le previsioni teoriche per il decadimento CS $\Lambda_c^+ \to N^* e^+ \nu_e$ (dove $N^*$ rappresenta un nucleone eccitato) variano ampiamente a causa della mancanza di vincoli sperimentali. Studi precedenti hanno stabilito l'osservazione di $\Lambda_c^+ \to n e^+ \nu_e$ e fornito evidenza per $\Lambda_c^+ \to \Sigma^\pm \pi^\mp e^+ \nu_e$ . Tuttavia, lo specifico decadimento $\Lambda_c^+ \to p\pi^- e^+ \nu_e$ , che potrebbe procedere tramite stati intermedi di nucleoni eccitati come $N^*(1535)$ , non era stato precedentemente cercato. I modelli teorici, inclusi i modelli a quark costituenti e le somme di luce (light-cone sum rules), offrono previsioni divergenti per la frazione di branching di questo processo, che vanno da $\sim 10^{-5}$ a $\sim 10^{-3}$ . Una misura sperimentale è necessaria per testare tali calcoli e perfezionare la comprensione della dinamica della transizione $\Lambda_c^+ \to N^*$ .

Metodologia
Questa analisi utilizza $4.5 \text{ fb}^{-1}$ di dati di collisioni $e^+e^-$ raccolti dal rivelatore BESIII a energie del centro di massa comprese tra $4.600 $e$ 4.699$ GeV, corrispondenti alla soglia di produzione della coppia $\Lambda_c^+ \bar{\Lambda}_c$ . Lo studio impiega la tecnica del doppio tag (DT):

Singolo Tag (ST): Un barione $\bar{\Lambda}_c^-$ viene completamente ricostruito in uno degli 11 modi di decadimento adronico. Il vincolo dell'energia del fascio permette la determinazione precisa del quadrimomento del $\Lambda_c^+$ di rinculo.
Ricostruzione del Segnale: Il decadimento del segnale $\Lambda_c^+ \to p\pi^- e^+ \nu_e$ viene identificato utilizzando le particelle rimanenti nell'evento. Poiché il neutrino non è rilevato, viene definita una variabile cinematica $U_{miss} = E_{miss} - c|\vec{p}_{miss}|$ , dove l'energia e il momento mancanti sono calcolati sulla base dell'energia del fascio e dei tracciati carichi ricostruiti ( $p, \pi^-, e^+$ ). Gli eventi del segnale presentano un picco a $U_{miss} \approx 0$ .

Selezione degli Eventi e Soppressione del Background
Per isolare il segnale, sono stati applicati diversi criteri di selezione e strategie di rigetto del background:

Qualità del Tracciato: Esattamente tre tracciati carichi ( $p, \pi^-, e^+$ ) con rigorosi requisiti di vertice e identificazione delle particelle (PID).
Veto su $\Lambda$ : Il background dominante, $\Lambda_c^+ \to \Lambda e^+ \nu_e$ (con $\Lambda \to p\pi^-$ ), è soppresso richiedendo che la massa invariante $p\pi^-$ sia $> 1.13 \text{ GeV}/c^2$ e la significanza della lunghezza di decadimento $|L/\sigma_L| < 3$ .
Rigetto della Misidentificazione: Per rigettare i background in cui un pione viene identificato erroneamente come un positrono (ad esempio, $\Lambda_c^+ \to p\pi^+\pi^-$ ), la massa invariante $M_{p\pi^-\pi(e)^+}$ deve essere $< 2.27 \text{ GeV}/c^2$ .
Soppressione della Conversione di Fotoni: Un requisito sull'angolo di apertura $\cos\theta_{\pi,e} < 0.99$ sopprime i background che coinvolgono conversioni di $\gamma$ .
Analisi Multivariata: Un classificatore a Albero di Decisione Potenziato (BDT) è stato addestrato per sopprimere i background rimanenti, principalmente quelli contenenti mesoni $\pi^0$ extra. Gli input del BDT includevano le verosimiglianze (likelihood) di PID dell'elettrone, le energie degli sciami e le correlazioni del momento mancante.

Risultati Chiave

Resa del Segnale: Un fit di massima verosimiglianza non binario (unbinned maximum likelihood fit) sulla distribuzione di $U_{miss}$ ha prodotto un conteggio del segnale di $15.4 \pm 4.9$ eventi.
Frazione di Branching: La frazione di branching misurata è:
$\mathcal{B}(\Lambda_c^+ \to p\pi^- e^+ \nu_e) = (2.96 \pm 0.95_{\text{stat}} \pm 0.23_{\text{syst}}) \times 10^{-4}$
Significatività: La significatività statistica del segnale è di $4.2\sigma$ , tenendo conto delle incertezze sistematiche nei modelli di fit.
Incertezze Sistematiche: L'incertezza sistematica totale è del $7.7\%$ , dominata dal modello del segnale MC ( $4.8\%$ ), dal veto $\Lambda e^+ \nu_e$ ( $3.9\%$ ) e dal requisito BDT ( $2.6\%$ ).

Significatività e Rivendicazioni
L'articolo rivendica la prima evidenza per il decadimento semileptonico Cabibbo-soppresso $\Lambda_c^+ \to p\pi^- e^+ \nu_e$ . La frazione di branching misurata fornisce un vincolo sperimentale cruciale per i calcoli teorici delle transizioni $\Lambda_c^+ \to N^* e^+ \nu_e$ .

Nello specifico, il risultato disfavorisce le più grandi previsioni teoriche per la frazione di branching di $\Lambda_c^+ \to N^*(1535) e^+ \nu_e$ (ad esempio, $6.4 \times 10^{-3}$ o $7.7 \times 10^{-4}$ da Ref. [8]), poiché il valore misurato è significativamente più basso, anche assumendo che tutte le coppie $p\pi^-$ originino da $N^*(1535)$ . Gli autori osservano che, con l'attuale statistica, non vi è evidenza di specifici stati risonanti intermedi nello spettro $M_{p\pi^-}$ . Concludono che campioni di dati futuri con maggiore luminosità saranno necessari per isolare i contributi degli stati nucleonici eccitati intermedi e approfondire la comprensione della dinamica dei decadimenti dei barioni charm.

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