Possible assignments of highly excited $$\varLambda _c(2860)^+$$, $$\varLambda _c(2880)^+$$ and $$\varLambda _c(2940)^+$$

Abstract

Abstract Possible assignments of highly excited $$\varLambda _c(2860)^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2860</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> , $$\varLambda _c(2880)^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2880</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> and $$\varLambda _c(2940)^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2940</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> are explored in a $$^3P_0$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow/><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math> strong decay model. Decay widths, branching fraction ratios $$R={\varGamma (\varSigma _c(2520)\pi )\over \varGamma (\varSigma _c(2455)\pi )}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>Γ</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Σ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2520</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Γ</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Σ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2455</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:math> and the branching fractions of DN channels of theses assignments are computed. $$D^0p$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:math> channel is a very important channel to provide information on the inner excitation and structure of these highly excited $$\varLambda _c$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math> . In our analysis, $$\varLambda _c(2860)^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2860</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> may be a 1 D -wave excited $$\varLambda _c$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math> with $$J^P={3\over 2}^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mfrac><mml:mn>3</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> , which has dominant DN decay channels with a branching fraction $${\mathcal {B}}(\varLambda _c(2860)^+\rightarrow DN)=75\%$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2860</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>75</mml:mn><mml:mo>%</mml:mo></mml:mrow></mml:math> and a branching ratio $$R={\varGamma (\varSigma _c(2520)\pi )\over \varGamma (\varSigma _c(2455)\pi )}=0.12$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>Γ</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Σ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2520</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Γ</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Σ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2455</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.12</mml:mn></mml:mrow></mml:math> . $$\varLambda _c(2880)^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2880</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> is very possibly a 1 F -wave excited $$\varLambda _c$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msub><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub></mml:math> with $$J^P=\frac{5}{2}^-$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>J</mml:mi><mml:mi>P</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mfrac><mml:mn>5</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>-</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> ; In this assignment, the predicted total decay width ( $$\varGamma \approx 4.49$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>Γ</mml:mi><mml:mo>≈</mml:mo><mml:mn>4.49</mml:mn></mml:mrow></mml:math> MeV) is comparable to the measured $$\varGamma =5.6^{+0.8}_{-0.6}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>Γ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:msubsup><mml:mn>6</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0.6</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>0.8</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math> MeV, and the predicted $$R={\varGamma (\varSigma _c(2520)\pi )\over \varGamma (\varSigma _c(2455)\pi )}=0.12$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>Γ</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Σ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2520</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>Γ</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Σ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2455</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.12</mml:mn></mml:mrow></mml:math> is consistent with the measured $$R=0.225\pm 0.062\pm 0.025$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.225</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.062</mml:mn><mml:mo>±</mml:mo><mml:mn>0.025</mml:mn></mml:mrow></mml:math> ; The DN channels are its dominant strong decay channels with a branching fraction $${\mathcal {B}}(\varLambda _c(2880)^+\rightarrow DN)=94\%$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Λ</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2880</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>→</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>94</mml:mn><mml:mo>%</mml:mo></mml:mrow></mml:math> . $$\varLambda _c(2880)^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/Math

Topics & Concepts