Open Access

Measurement of the branching fraction of $Λ_{c}^{+} \to p K_{S}^{0} π^{0}$ at Belle

I. Adachi , L. Aggarwal , H. Ahmed , J. K. Ahn , H. Aihara , N. Akopov , M. Alhakami , A. Aloisio , N. Althubiti et al. (Belle and Belle II Collaborations)

N. Althubiti , M. Angelsmark , N. Anh Ky , D. M. Asner , H. Atmacan , T. Aushev , V. Aushev , M. Aversano , R. Ayad , V. Babu , H. Bae , N. K. Baghel , S. Bahinipati , P. Bambade , Sw. Banerjee , M. Barrett , M. Bartl , J. Baudot , A. Baur , A. Beaubien , F. Becherer , J. Becker , J. V. Bennett , F. U. Bernlochner , V. Bertacchi , M. Bertemes , E. Bertholet , M. Bessner , S. Bettarini , V. Bhardwaj , B. Bhuyan , F. Bianchi , T. Bilka , D. Biswas , A. Bobrov , D. Bodrov , A. Bolz , A. Bondar , J. Borah , A. Boschetti , A. Bozek , M. Bračko , P. Branchini , R. A. Briere , T. E. Browder , A. Budano , S. Bussino , Q. Campagna , M. Campajola , L. Cao , G. Casarosa , C. Cecchi , J. Cerasoli , M.-C. Chang , P. Chang , P. Cheema , B. G. Cheon , K. Chilikin , K. Chirapatpimol , H.-E. Cho , K. Cho , S.-J. Cho , S.-K. Choi , S. Choudhury , J. Cochran , L. Corona , J. X. Cui , E. De La Cruz-Burelo , S. A. De La Motte , G. De Nardo , G. De Pietro , R. de Sangro , M. Destefanis , S. Dey , R. Dhamija , A. Di Canto , F. Di Capua , J. Dingfelder , Z. Doležal , I. Domínguez Jiménez , T. V. Dong , D. Dossett , S. Dubey , K. Dugic , G. Dujany , P. Ecker , D. Epifanov , J. Eppelt , P. Feichtinger , T. Ferber , T. Fillinger , C. Finck , G. Finocchiaro , F. Forti , A. Frey , B. G. Fulsom , A. Gabrielli , E. Ganiev , M. Garcia-Hernandez , G. Gaudino , V. Gaur , A. Gaz , A. Gellrich , G. Ghevondyan , D. Ghosh , H. Ghumaryan , G. Giakoustidis , R. Giordano , A. Giri , P. Gironella Gironell , A. Glazov , B. Gobbo , R. Godang , O. Gogota , P. Goldenzweig , E. Graziani , D. Greenwald , Z. Gruberová , Y. Guan , K. Gudkova , I. Haide , S. Halder , Y. Han , C. Harris , K. Hayasaka , H. Hayashii , S. Hazra , M. T. Hedges , A. Heidelbach , I. Heredia de la Cruz , M. Hernández Villanueva , T. Higuchi , M. Hoek , M. Hohmann , R. Hoppe , P. Horak , C.-L. Hsu , T. Humair , T. Iijima , K. Inami , N. Ipsita , A. Ishikawa , R. Itoh , M. Iwasaki , P. Jackson , D. Jacobi , W. W. Jacobs , E.-J. Jang , S. Jia , Y. Jin , A. Johnson , K. K. Joo , H. Junkerkalefeld , M. Kaleta , J. Kandra , K. H. Kang , G. Karyan , T. Kawasaki , F. Keil , C. Ketter , C. Kiesling , C.-H. Kim , D. Y. Kim , J.-Y. Kim , K.-H. Kim , Y.-K. Kim , Y. J. Kim , H. Kindo , K. Kinoshita , P. Kodyš , T. Koga , S. Kohani , K. Kojima , A. Korobov , S. Korpar , E. Kovalenko , P. Križan , P. Krokovny , T. Kuhr , Y. Kulii , D. Kumar , M. Kumar , R. Kumar , K. Kumara , T. Kunigo , A. Kuzmin , Y.-J. Kwon , S. Lacaprara , Y.-T. Lai , K. Lalwani , T. Lam , J. S. Lange , T. S. Lau , M. Laurenza , R. Leboucher , F. R. Le Diberder , M. J. Lee , C. Lemettais , P. Leo , C. Li , L. K. Li , Q. M. Li , W. Z. Li , Y. Li , Y. B. Li , Y. P. Liao , J. Libby , J. Lin , S. Lin , M. H. Liu , Q. Y. Liu , Y. Liu , Z. Q. Liu , D. Liventsev , S. Longo , C. Lyu , Y. Ma , C. Madaan , M. Maggiora , S. P. Maharana , R. Maiti , G. Mancinelli , R. Manfredi , E. Manoni , M. Mantovano , D. Marcantonio , S. Marcello , C. Marinas , C. Martellini , A. Martens , A. Martini , T. Martinov , L. Massaccesi , M. Masuda , D. Matvienko , S. K. Maurya , M. Maushart , J. A. McKenna , R. Mehta , F. Meier , D. Meleshko , M. Merola , C. Miller , M. Mirra , S. Mitra , K. Miyabayashi , H. Miyake , R. Mizuk , G. B. Mohanty , S. Mondal , S. Moneta , H.-G. Moser , R. Mussa , I. Nakamura , M. Nakao , H. Nakazawa , Y. Nakazawa , M. Naruki , Z. Natkaniec , A. Natochii , M. Nayak , G. Nazaryan , M. Neu , S. Nishida , S. Ogawa , H. Ono , Y. Onuki , F. Otani , P. Pakhlov , G. Pakhlova , E. Paoloni , S. Pardi , K. Parham , H. Park , J. Park , K. Park , S.-H. Park , B. Paschen , A. Passeri , S. Patra , T. K. Pedlar , I. Peruzzi , R. Peschke , R. Pestotnik , M. Piccolo , L. E. Piilonen , P. L. M. Podesta-Lerma , T. Podobnik , S. Pokharel , C. Praz , S. Prell , E. Prencipe , M. T. Prim , I. Prudiiev , H. Purwar , P. Rados , G. Raeuber , S. Raiz , N. Rauls , K. Ravindran , J. U. Rehman , M. Reif , S. Reiter , M. Remnev , L. Reuter , D. Ricalde Herrmann , I. Ripp-Baudot , G. Rizzo , M. Roehrken , J. M. Roney , A. Rostomyan , N. Rout , D. A. Sanders , S. Sandilya , L. Santelj , Y. Sato , V. Savinov , B. Scavino , J. Schmitz , S. Schneider , G. Schnell , M. Schnepf , K. Schoenning , C. Schwanda , A. J. Schwartz , Y. Seino , A. Selce , K. Senyo , J. Serrano , M. E. Sevior , C. Sfienti , W. Shan , C. Sharma , X. D. Shi , T. Shillington , T. Shimasaki , J.-G. Shiu , D. Shtol , A. Sibidanov , F. Simon , J. B. Singh , J. Skorupa , M. Sobotzik , A. Soffer , A. Sokolov , E. Solovieva , S. Spataro , B. Spruck , W. Song , M. Starič , P. Stavroulakis , S. Stefkova , R. Stroili , J. Strube , Y. Sue , M. Sumihama , K. Sumisawa , W. Sutcliffe , N. Suwonjandee , H. Svidras , M. Takahashi , M. Takizawa , U. Tamponi , K. Tanida , F. Tenchini , A. Thaller , O. Tittel , R. Tiwary , E. Torassa , K. Trabelsi , I. Tsaklidis , M. Uchida , I. Ueda , T. Uglov , K. Unger , Y. Unno , K. Uno , S. Uno , P. Urquijo , Y. Ushiroda , S. E. Vahsen , R. van Tonder , M. Veronesi , A. Vinokurova , V. S. Vismaya , L. Vitale , V. Vobbilisetti , R. Volpe , A. Vossen , M. Wakai , S. Wallner , M.-Z. Wang , X. L. Wang , Z. Wang , A. Warburton , M. Watanabe , S. Watanuki , C. Wessel , E. Won , X. P. Xu , B. D. Yabsley , S. Yamada , W. Yan , S. B. Yang , J. Yelton , J. H. Yin , K. Yoshihara , C. Z. Yuan , J. Yuan , L. Zani , F. Zeng , B. Zhang , V. Zhilich , J. S. Zhou , Q. D. Zhou , L. Zhu , V. I. Zhukova , and R. Žlebčík (Belle and Belle II Collaborations)

PDF

Phys. Rev. D 112, 012013 – Published 15 July, 2025

DOI: https://doi.org/10.1103/4mnw-tvks

Abstract

We report a precise measurement of the ratio of branching fractions $B (Λ_{c}^{+} \to p K_{S}^{0} π^{0}) / B (Λ_{c}^{+} \to p K^{-} π^{+})$ using $980 {fb}^{- 1}$ of $e^{+} e^{-}$ data from the Belle experiment. We obtain a value of $B (Λ_{c}^{+} \to p K_{S}^{0} π^{0}) / B (Λ_{c}^{+} \to p K^{-} π^{+}) = 0.339 \pm 0.002 \pm 0.009$ , where the first and second uncertainties are statistical and systematic, respectively. This Belle result is consistent with the previous measurement from the CLEO experiment but has a fivefold improvement in precision. By combining our result with the world average $B (Λ_{c}^{+} \to p K^{-} π^{+})$ , we obtain the absolute branching fraction $B (Λ_{c}^{+} \to p K_{S}^{0} π^{0}) = (2.12 \pm 0.01 \pm 0.05 \pm 0.10) %$ , where the uncertainties are statistical, systematic, and the uncertainty in the absolute branching fraction scale $B (Λ_{c}^{+} \to p K^{-} π^{+})$ , respectively. This measurement can shed light on hadronic decay mechanisms in charmed baryon decays.

Physics Subject Headings (PhySH)

Article Text

References (24)

Unless otherwise noted, charge-conjugate modes are always implied throughout this paper.
C. D. Lü, W. Wang, and F. S. Yu, Phys. Rev. D 93, 056008 (2016).
M. Ablikim et al. (BESIII Collaboration), Phys. Rev. Lett. 118, 112001 (2017).
M. Gronau and J. L. Rosner, Phys. Rev. D 97, 116015 (2018); M. Gronau, J. L. Rosner, and C. G. Wohl, 98, 073003 (2018).
K. Miyahara, T. Hyodo, and E. Oset, Phys. Rev. C 92, 055204 (2015).
J. K. Ahn, S. Yang, and S.-il Nam, Phys. Rev. D 100, 034027 (2019).
Y. K. Hsiao, Q. Yi, S.-T. Cai, and H. J. Zhao, Eur. Phys. J. C 80, 1067 (2020).
R. Pavao, S. Sakai, and E. Oset, Phys. Rev. C 98, 015201 (2018); E. J. Garzon and E. Oset, 91, 025201 (2015).
S. B. Yang et al. (Belle Collaboration), Phys. Rev. Lett. 117, 011801 (2016).
S. B. Yang et al. (Belle Collaboration), Phys. Rev. D 108, L031104 (2023).
X.-H. Liu, G. Li, J.-J. Xie, and Q. Zhao, Phys. Rev. D 100, 054006 (2019).
M. J. Savage and R. P. Springer, Phys. Rev. D 42, 1527 (1990).
M. S. Alam et al. (CLEO Collaboration), Phys. Rev. D 57, 4467 (1998).
S. Kurokawa and E. Kikutani, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A 499, 1 (2003), and other papers included in this volume; T. Abe et al., Prog. Theor. Exp. Phys. 2013, 03A001 (2013), and references therein.
A. Abashian et al. (Belle Collaboration), Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A 479, 117 (2002); also see detector section in J. Brodzicka et al., Prog. Theor. Exp. Physiol. 2012, 04D001 (2012).
D. Lange, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A 462, 152 (2001).
T. Sjöstrand, S. Mrenna, and P. Skands, J. High Energy Phys. 05 (2006) 026.
R. Brun et al., CERN Report No. DD/EE/84-1, 1984.
E. Barberio and Z. Was, Comput. Phys. Commun. 79, 291 (1994).
H. Nakano et al. (Belle Collaboration), Phys. Rev. D 97, 092003 (2018).
S. Navas et al. (Particle Data Group), Phys. Rev. D 110, 030001 (2024).
L. K. Li et al. (Belle Collaboration), Phys. Rev. D 107, 032004 (2023).
J. Y. Lee et al. (Belle Collaboration), Phys. Rev. D 103, 052005 (2021).
S. Ryu et al. (Belle Collaboration), Phys. Rev. D 89, 072009 (2014).

Phys. Rev. D 112, 012013– Published 15 July, 2025

Vol. 112, Iss. 1 — 1 July 2025

Received 10 March 2025
Accepted 15 April 2025

DOI: https://doi.org/10.1103/4mnw-tvks

Published by the American Physical Society under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license. Further distribution of this work must maintain attribution to the author(s) and the published article’s title, journal citation, and DOI. Funded by SCOAP³.

Published by the American Physical Society

Physical Review D

Reuse & Permissions

Export citation

Export citation

Measurement of the branching fraction of $Λ_{c}^{+} \to p K_{S}^{0} π^{0}$ at Belle

Abstract

Physics Subject Headings (PhySH)

Article Text

References (24)

Outline

Information

Filter

Filter

Article Lookup

Enter a citation

Measurement of the branching fraction of Λc+→pKS0π0 at Belle

Abstract

Physics Subject Headings (PhySH)

Article Text

References (24)

Measurement of the branching fraction of $Λ_{c}^{+} \to p K_{S}^{0} π^{0}$ at Belle