Search for $CP$ violation in $\Xi_c^+\to\Sigma^+h^+h^-$ and $\Lambda_c^+\to ph^+h^-$ at Belle II

/ Authors

B. I. C. M. Abumusabh, I. Adachi, H. Ahmed, Y. Ahn, H. Aihara, N. Akopov, S. Alghamdi, M. Alhakami, N. Althubiti, K. Amos

and 336 more authors

N. A. Kỳ, D. Asner, H. Atmacan, R. Ayad, V. Babu, N. K. Baghel, S. Bahinipati, P. Bambade, S. Banerjee, M. Bartl, J. Baudot, A. Beaubien, J. Becker, J. Bennett, V. Bertacchi, M. Bertemes, E. Bertholet, S. Bettarini, V. Bhardwaj, D. Biswas, A. Bobrov, D. Bodrov, G. Bonvicini, J. Borah, A. Boschetti, M. Bravcko, P. Branchini, R. A. Briere, T. Browder, A. Budano, S. Bussino, Q. Campagna, M. Campajola, G. Casarosa, C. Cecchi, P. Chang, P. Cheema, L. Chen, B. Cheon, C. Cheshta, H. Chetri, K. Chilikin, J. Chin, K. Chirapatpimol, H. Cho, K. Cho, S. Cho, S. Choi, S. Choudhury, S. Chutia, J. A. Colorado-Caicedo, I. Consigny, L. Corona, J. X. Cui, S. Das, S. Motte, G. Nardo, G. D. Pietro, R. D. Sangro, M. Destefanis, A. Canto, Z. Dolevzal, I. D. Jim'enez, T. Dong, X. Dong, M. Dorigo, G. Dujany, P. Ecker, D. Epifanov, J. Eppelt, R. Farkas, P. Feichtinger, T. Ferber, T. Fillinger, G. Finocchiaro, F. Forti, B. G. Fulsom, A. Gabrielli, E. Ganiev, R. Garg, G. Gaudino, V. Gaur, V. Gautam, A. Gaz, A. Gellrich, D. Ghosh, H. Ghumaryan, R. Giordano, A. Giri, P. G. Gironell, A. Glazov, B. Gobbo, R. Godang, O. Gogota, P. Goldenzweig, W. Gradl, E. Graziani, D. Greenwald, K. Gudkova, I. Haide, Y. Han, S. Hazra, M. Hedges, A. Heidelbach, G. Heine, I. H. L. Cruz, M. Villanueva, D. Hettiarachchi, T. Higuchi, M. Hoek, M. Hohmann, R. Hoppe, P. Horak, X. Hou, C.-L. Hsu, T. Humair, T. Iijima, N. Ipsita, A. Ishikawa, R. Itoh, M. Iwasaki, W. Jacobs, D. E. Jaffe, E. Jang, S. Jia, Y. Jin, A. Johnson, A. B. Kaliyar, J. Kandra, K. Kang, G. Karyan, F. Keil, C. Kiesling, D. Kim, J.-Y. Kim, K. Kim, K. Kinoshita, P. Kodyvs, T. Koga, S. Kohani, A. Korobov, S. Korpar, E. Kovalenko, R. Kowalewski, P. Krivzan, P. Krokovny, T. Kuhr, K. Kumara, T. Kunigo, A. Kuzmin, Y. Kwon, S. Lacaprara, T. Lam, T. Lau, M. Laurenza, R. Leboucher, F. Diberder, H. Lee, M. Lee, C. Lemettais, P. Leo, P. Lewis, C. Li, L. K. Li, Q. Li, W. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Liao, J. Libby, J. Lin, S. Lin, Ming-Yu Liu, Q. Liu, Z. Liu, D. Liventsev, S. Longo, T. Lueck, C. Lyu, J. L. Ma, Y. Ma, M. Maggiora, R. Manfredi, E. Manoni, M. Mantovano, D. Marcantonio, M. Marfoli, C. Marinas, C. Martellini, A. Martens, T. Martinov, L. Massaccesi, M. Masuda, D. Matvienko, S. Maurya, M. Maushart, J. McKenna, Z. Gruberov'a, F. Meier, D. Meleshko, M. Merola, C. Miller, M. Mirra, K. Miyabayashi, R. Mizuk, G. Mohanty, S. Moneta, A. L. M. D. Carvalho, H. Moser, M. Mrvar, H. Murakami, I. Nakamura, M. Nakao, Y. Nakazawa, M. Naruki, Z. Natkaniec, A. Natochii, M. Nayak, M. Neu, S. Nishida, R. Nomaru, S. Ogawa, H. Ono, G. Pakhlova, A. Panta, S. Pardi, J. Park, S. Park, A. Passeri, S. Patra, S. Paul, T. Pedlar, R. Pestotnik, L. Piilonen, P. Podesta-Lerma, T. Podobnik, C. Praz, S. Prell, E. Prencipe, M. Prim, H. Purwar, P. Rados, S. Raiz, K. Ravindran, J. Rehman, M. Reif, S. Reiter, L. Reuter, D. Herrmann, I. Ripp-Baudot, G. Rizzo, J. Roney, A. Rostomyan, N. Rout, L. Salutari, D. Sanders, L. Santelj, C. Santos, B. Scavino, C. Schmitt, M. Schnepf, K. Schoenning, C. Schwanda, Y. Seino, K. Senyo, M. E. Sevior, C. Sfienti, W. Shan, G. Sharma, X. Shi, T. Shillington, J. Shiu, D. Shtol, B. Shwartz, A. Sibidanov, F. Simon, J. Skorupa, R. Sobie, M. Sobotzik, A. Soffer, A. Sokolov, S. Spataro, B. Spruck, M. Starivc, P. Stavroulakis, R. Stroili, M. Sumihama, M. Takahashi, U. Tamponi, S. S. Tang, K. Tanida, F. Tenchini, A. Thaller, T. T. Manh, O. Tittel, R. Tiwary, E. Torassa, K. Trabelsi, F. Trantou, I. Ueda, K. Unger, Y. Unno, K. Uno, S. Uno, P. Urquijo, Y. Ushiroda, R. Tonder, K. Varvell, M. Veronesi, V. Vismaya, L. Vitale, V. Vobbilisetti, R. Volpe, M. Wakai, S. Wallner, M.-Z. Wang, A. Warburton, S. Watanuki, C. Wessel, E. Won, X. Xu, B. Yabsley, W. Yan, K. Yi, J. H. Yin, K. Yoshihara, J. Yuan, Y. Yusa, L. Zani, F. Zeng, B. Zhang, V. Zhilich, J. Zhou, Q. Zhou, L. Zhu, R. vZlebvc'ik

/ Abstract

We report decay-rate $CP$ asymmetries of the singly-Cabibbo-suppressed decays $\Xi_c^+\to\Sigma^+h^+h^-$ and $\Lambda_c^+\to ph^+h^-$, with $h=K,\pi$, measured using 428 fb$^{-1}$ of $e^+e^-$ collisions collected by the Belle II experiment at the SuperKEKB collider. The results, \begin{equation} A_{CP}(\Xi_c^+\to\Sigma^+K^+K^-) = (3.7\pm6.6\pm0.6)\%, \end{equation} \begin{equation} A_{CP}(\Xi_c^+\to\Sigma^+\pi^+\pi^-) = (9.5\pm6.8\pm0.5)\%, \end{equation} \begin{equation} A_{CP}(\Lambda_c^+\to pK^+K^-) = (3.9\pm1.7\pm0.7)\%, \end{equation} \begin{equation} A_{CP}(\Lambda_c^+\to p\pi^+\pi^-) = (0.3\pm1.0\pm0.2)\%, \end{equation} where the first uncertainties are statistical and the second systematic, agree with $CP$ symmetry. From these results we derive the sums \begin{equation} A_{CP}(\Xi_c^+\to\Sigma^+\pi^+\pi^-) \, + \, A_{CP}(\Lambda_c^+\to pK^+K^-) = (13.4 \pm 7.0\pm 0.9)\%, \end{equation} \begin{equation} A_{CP}(\Xi_c^+\to\Sigma^+K^+K^-) \, + \, A_{CP}(\Lambda_c^+\to p\pi^+\pi^-) = (\phantom{0}4.0 \pm 6.6\pm 0.7)\%, \end{equation} which are consistent with the $U$-spin symmetry prediction of zero. These are the first measurements of $CP$ asymmetries for individual hadronic three-body charmed-baryon decays.