Differences in the behaviour of matter and antimatter have been observed in K and B meson decays, but not yet in any baryon decay. Such differences are associated with the non-invariance of fundamental interactions under the combined charge-conjugation and parity transformations, known as CP violation. Here, using data from the LHCb experiment at the Large Hadron Collider, we search for CP-violating asymmetries in the decay angle distributions of Λb0 baryons decaying to pπ- π+ π- and pπ-K+K- final states. These four-body hadronic decays are a promising place to search for sources of CP violation both within and beyond the standard model of particle physics. We find evidence for CP violation in Λb0 to pπ- π+ π- decays with a statistical significance corresponding to 3.3 standard deviations including systematic uncertainties. This represents the first evidence for CP violation in the baryon sector.

Measurement of matter-antimatter differences in beauty baryon decays / R. Aaij, B. Adeva, M. Adinolfi, Z. Ajaltouni, S. Akar, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, S. Ali, G. Alkhazov, P. Alvarez Cartelle, A.A. Alves, S. Amato, S. Amerio, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, G. Andreassi, M. Andreotti, J.E. Andrews, R.B. Appleby, F. Archilli, P. D'Argent, J. Arnau Romeu, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, G. Auriemma, M. Baalouch, I. Babuschkin, S. Bachmann, J.J. Back, A. Badalov, C. Baesso, S. Baker, W. Baldini, R.J. Barlow, C. Barschel, S. Barsuk, W. Barter, M. Baszczyk, V. Batozskaya, B. Batsukh, V. Battista, A. Bay, L. Beaucourt, J. Beddow, F. Bedeschi, I. Bediaga, L.J. Bel, V. Bellee, N. Belloli, K. Belous, I. Belyaev, E. Ben-Haim, G. Bencivenni, S. Benson, J. Benton, A. Berezhnoy, R. Bernet, A. Bertolin, F. Betti, M.-. Bettler, M. Van Beuzekom, I. Bezshyiko, S. Bifani, P. Billoir, T. Bird, A. Birnkraut, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J. Blouw, S. Blusk, V. Bocci, T. Boettcher, A. Bondar, N. Bondar, W. Bonivento, A. Borgheresi, S. Borghi, M. Borisyak, M. Borsato, F. Bossu, M. Boubdir, T.J.V. Bowcock, E. Bowen, C. Bozzi, S. Braun, M. Britsch, T. Britton, J. Brodzicka, E. Buchanan, C. Burr, A. Bursche, J. Buytaert, S. Cadeddu, R. Calabrese, M. Calvi, M. Calvo Gomez, A. Camboni, P. Campana, D. Campora Perez, D.H. Campora Perez, L. Capriotti, A. Carbone, G. Carboni, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carson, K. Carvalho Akiba, G. Casse, L. Cassina, L. Castillo Garcia, M. Cattaneo, C. Cauet, G. Cavallero, R. Cenci, M. Charles, P. Charpentier, G. Chatzikonstantinidis, M. Chefdeville, S. Chen, S.-. Cheung, V. Chobanova, M. Chrzaszcz, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, P.E.L. Clarke, M. Clemencic, H.V. Cliff, J. Closier, V. Coco, J. Cogan, E. Cogneras, V. Cogoni, L. Cojocariu, G. Collazuol, P. Collins, A. Comerma-Montells, A. Contu, A. Cook, S. Coquereau, G. Corti, M. Corvo, C.M. Costa Sobral, B. Couturier, G.A. Cowan, D.C. Craik, A. Crocombe, M. Cruz Torres, S. Cunliffe, R. Currie, C. D'Ambrosio, F. Da Cunha Marinho, E. Dall'Occo, J. Dalseno, P.N.Y. David, A. Davis, O. De Aguiar Francisco, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, J.M. De Miranda, L. De Paula, M. De Serio, P. De Simone, C.-. Dean, D. Decamp, M. Deckenhoff, L. Del Buono, M. Demmer, D. Derkach, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, A. Di Canto, H. Dijkstra, F. Dordei, M. Dorigo, A. Dosil Suárez, A. Dovbnya, K. Dreimanis, L. Dufour, G. Dujany, K. Dungs, P. Durante, R. Dzhelyadin, A. Dziurda, A. Dzyuba, N. Déléage, S. Easo, M. Ebert, U. Egede, V. Egorychev, S. Eidelman, S. Eisenhardt, U. Eitschberger, R. Ekelhof, L. Eklund, C. Elsasser, S. Ely, S. Esen, H.M. Evans, T. Evans, A. Falabella, N. Farley, S. Farry, R. Fay, D. Fazzini, D. Ferguson, V. Fernandez Albor, A. Fernandez Prieto, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R.A. Fini, M. Fiore, M. Fiorini, M. Firlej, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, K. Fohl, M. Fontana, F. Fontanelli, D.C. Forshaw, R. Forty, V. Franco Lima, M. Frank, C. Frei, J. Fu, E. Furfaro, C. Färber, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gallorini, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, L.M. Garcia Martin, J. Garcia Pardiñas, J. Garra Tico, L. Garrido, P.J. Garsed, D. Gascon, C. Gaspar, L. Gavardi, G. Gazzoni, D. Gerick, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, P. Ghez, S. Gianì, V. Gibson, O.G. Girard, L. Giubega, K. Gizdov, V.V. Gligorov, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, I.V. Gorelov, C. Gotti, M. Grabalosa Gándara, R. Graciani Diaz, L.A. Granado Cardoso, E. Graugés, E. Graverini, G. Graziani, A. Grecu, P. Griffth, L. Grillo, B.R. Gruberg Cazon, O. Grünberg, E. Gushchin, Y. Guz, T. Gys, C. Göbel, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S.C. Haines, S. Hall, B. Hamilton, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, S.T. Harnew, J. Harrison, M. Hatch, J. He, T. Head, A. Heister, K. Hennessy, P. Henrard, L. Henry, J.A. Hernando Morata, E. Van Herwijnen, M. Heß, A. Hicheur, D. Hill, C. Hombach, H. Hopchev, W. Hulsbergen, T. Humair, M. Hushchyn, N. Hussain, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, R. Jacobsson, A. Jaeger, J. Jalocha, E. Jans, A. Jawahery, F. Jiang, M. John, D. Johnson, C.R. Jones, C. Joram, B. Jost, N. Jurik, S. Kandybei, W. Kanso, M. Karacson, J.M. Kariuki, S. Karodia, M. Kecke, M. Kelsey, I.R. Kenyon, M. Kenzie, T. Ketel, E. Khairullin, B. Khanji, C. Khurewathanakul, T. Kirn, S. Klaver, K. Klimaszewski, S. Koliiev, M. Kolpin, I. Komarov, R.F. Koopman, P. Koppenburg, A. Kozachuk, M. Kozeiha, L. Kravchuk, K. Kreplin, M. Kreps, P. Krokovny, F. Kruse, W. Krzemien, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, A.K. Kuonen, K. Kurek, T. Kvaratskheliya, D. Lacarrere, G. Lafferty, A. Lai, D. Lambert, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, C. Lazzeroni, R. Le Gac, J. Van Leerdam, J.-. Lees, A. Leflat, J. Lefrançois, R. Lefèvre, F. Lemaitre, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, B. Leverington, Y. Li, T. Likhomanenko, R. Lindner, C. Linn, F. Lionetto, B. Liu, X. Liu, D. Loh, I. Longstaff, J.H. Lopes, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, H. Luo, A. Lupato, E. Luppi, O. Lupton, A. Lusiani, X. Lyu, F. Machefert, F. Maciuc, O. Maev, K. Maguire, S. Malde, A. Malinin, T. Maltsev, G. Manca, G. Mancinelli, P. Manning, J. Maratas, J.F. Marchand, U. Marconi, C. Marin Benito, P. Marino, J. Marks, G. Martellotti, M. Martin, M. Martinelli, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, D. Martins Tostes, L.M. Massacrier, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, Z. Mathe, C. Matteuzzi, A. Mauri, B. Maurin, A. Mazurov, M. Mccann, J. Mccarthy, A. Mcnab, R. Mcnulty, B. Meadows, F. Meier, M. Meissner, D. Melnychuk, M. Merk, A. Merli, E. Michielin, D.A. Milanes, M.-. Minard, D.S. Mitzel, A. Mogini, J. Molina Rodriguez, I.A. Monroy, S. Monteil, M. Morandin, P. Morawski, A. Mordà, M.J. Morello, J. Moron, A.B. Morris, R. Mountain, F. Muheim, M. Mulder, M. Mussini, D. Müller, J. Müller, K. Müller, V. Müller, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, A. Nandi, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, M. Neuner, A.D. Nguyen, C. Nguyen-Mau, S. Nieswand, R. Niet, N. Nikitin, T. Nikodem, A. Novoselov, D.P. O'Hanlon, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, S. Ogilvy, R. Oldeman, C.J.G. Onderwater, J.M. Otalora Goicochea, A. Otto, P. Owen, A. Oyanguren, P.R. Pais, A. Palano, F. Palombo, M. Palutan, J. Panman, A. Papanestis, M. Pappagallo, L.L. Pappalardo, W. Parker, C. Parkes, G. Passaleva, A. Pastore, G.D. Patel, M. Patel, C. Patrignani, A. Pearce, A. Pellegrino, G. Penso, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, P. Perret, L. Pescatore, K. Petridis, A. Petrolini, A. Petrov, M. Petruzzo, E. Picatoste Olloqui, B. Pietrzyk, M. Pikies, D. Pinci, A. Pistone, A. Piucci, S. Playfer, M. Plo Casasus, T. Poikela, F. Polci, A. Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo, G.J. Pomery, A. Popov, D. Popov, B. Popovici, S. Poslavskii, C. Potterat, E. Price, J.D. Price, J. Prisciandaro, A. Pritchard, C. Prouve, V. Pugatch, A. Puig Navarro, G. Punzi, W. Qian, R. Quagliani, B. Rachwal, J.H. Rademacker, M. Rama, M. Ramos Pernas, M.S. Rangel, I. Raniuk, G. Raven, F. Redi, S. Reichert, A.C. Dos Reis, C. Remon Alepuz, V. Renaudin, S. Ricciardi, S. Richards, M. Rihl, K. Rinnert, V. Rives Molina, P. Robbe, A.B. Rodrigues, E. Rodrigues, J.A. Rodriguez Lopez, P. Rodriguez Perez, A. Rogozhnikov, S. Roiser, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, J.W. Ronayne, M. Rotondo, M.S. Rudolph, T. Ruf, P. Ruiz Valls, J.J. Saborido Silva, E. Sadykhov, N. Sagidova, B. Saitta, V. Salustino Guimaraes, C. Sanchez Mayordomo, B. Sanmartin Sedes, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, E. Santovetti, A. Sarti, C. Satriano, A. Satta, D.M. Saunders, D. Savrina, S. Schael, M. Schellenberg, M. Schiller, H. Schindler, M. Schlupp, M. Schmelling, T. Schmelzer, B. Schmidt, O. Schneider, A. Schopper, K. Schubert, M. Schubiger, M.-. Schune, R. Schwemmer, B. Sciascia, A. Sciubba, A. Semennikov, A. Sergi, N. Serra, J. Serrano, L. Sestini, P. Seyfert, M. Shapkin, I. Shapoval, Y. Shcheglov, T. Shears, L. Shekhtman, V. Shevchenko, A. Shires, B.G. Siddi, R. Silva Coutinho, L.S. De Oliveira, G. Simi, S. Simone, M. Sirendi, N. Skidmore, T. Skwarnicki, E. Smith, I.T. Smith, J. Smith, M. Smith, H. Snoek, M.D. Sokoloff, F.J.P. Soler, B.S. De Paula, B. Spaan, P. Spradlin, S. Sridharan, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, P. Stefko, S. Stefkova, O. Steinkamp, S. Stemmle, O. Stenyakin, S. Stevenson, S. Stoica, S. Stone, B. Storaci, S. Stracka, M. Straticiuc, U. Straumann, L. Sun, W. Sutcliffe, K. Swientek, V. Syropoulos, M. Szczekowski, T. Szumlak, S. T'Jampens, A. Tayduganov, T. Tekampe, G. Tellarini, F. Teubert, E. Thomas, J. Van Tilburg, M.J. Tilley, V. Tisserand, M. Tobin, S. Tolk, L. Tomassetti, D. Tonelli, S. Topp-Joergensen, F. Toriello, E. Tournefier, S. Tourneur, K. Trabelsi, M. Traill, M.T. Tran, M. Tresch, A. Trisovic, A. Tsaregorodtsev, P. Tsopelas, A. Tully, N. Tuning, A. Ukleja, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, C. Vacca, V. Vagnoni, A. Valassi, S. Valat, G. Valenti, A. Vallier, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, S. Vecchi, M. Van Veghel, J.J. Velthuis, M. Veltri, G. Veneziano, A. Venkateswaran, M. Vernet, M. Vesterinen, B. Viaud, D. Vieira, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, V. Volkov, A. Vollhardt, B. Voneki, A. Vorobyev, V. Vorobyev, C. Voß, J.A. De Vries, C. Vázquez Sierra, R. Waldi, C. Wallace, R. Wallace, J. Walsh, J. Wang, D.R. Ward, H.M. Wark, N.K. Watson, D. Websdale, A. Weiden, M. Whitehead, J. Wicht, G. Wilkinson, M. Wilkinson, M. Williams, M.P. Williams, M. Williams, T. Williams, F.F. Wilson, J. Wimberley, J. Wishahi, W. Wislicki, M. Witek, G. Wormser, S.A. Wotton, K. Wraight, S. Wright, K. Wyllie, Y. Xie, Z. Xing, Z. Xu, Z. Yang, H. Yin, J. Yu, X. Yuan, O. Yushchenko, K.A. Zarebski, M. Zavertyaev, L. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, A. Zhelezov, Y. Zheng, A. Zhokhov, X. Zhu, V. Zhukov, S. Zucchelli. - In: NATURE PHYSICS. - ISSN 1745-2473. - 13:4(2017), pp. 391-396. [10.1038/nphys4021]

Measurement of matter-antimatter differences in beauty baryon decays

J. Fu;A. Merli;N. Neri
Methodology
;
F. Palombo;M. Petruzzo;
2017

Abstract

Differences in the behaviour of matter and antimatter have been observed in K and B meson decays, but not yet in any baryon decay. Such differences are associated with the non-invariance of fundamental interactions under the combined charge-conjugation and parity transformations, known as CP violation. Here, using data from the LHCb experiment at the Large Hadron Collider, we search for CP-violating asymmetries in the decay angle distributions of Λb0 baryons decaying to pπ- π+ π- and pπ-K+K- final states. These four-body hadronic decays are a promising place to search for sources of CP violation both within and beyond the standard model of particle physics. We find evidence for CP violation in Λb0 to pπ- π+ π- decays with a statistical significance corresponding to 3.3 standard deviations including systematic uncertainties. This represents the first evidence for CP violation in the baryon sector.
Physics and Astronomy (all)
Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
2017
Article (author)
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
nphys4021.pdf

accesso aperto

Tipologia: Publisher's version/PDF
Dimensione 560.93 kB
Formato Adobe PDF
560.93 kB Adobe PDF Visualizza/Apri
Pubblicazioni consigliate

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/2434/622361
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus 82
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 62
social impact