First Measurement of the Absolute Branching Fraction of $Λ\to p μ^- \barν_μ$

M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, S. Ahmed, M. Albrecht, R. Aliberti, A. Amoroso, M. R. An, Q. An, X. H. Bai, Y. Bai, O. Bakina, R. Baldini Ferroli, I. Balossino, Y. Ban, K. Begzsuren, N. Berger, M. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, J. Bloms, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, J. F. Chang, W. L. Chang, G. Chelkov, D. Y. Chen, G. Chen, H. S. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, X. R. Chen, Y. B. Chen, Z. J Chen, W. S. Cheng, G. Cibinetto, F. Cossio, X. F. Cui, H. L. Dai, X. C. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denysenko, M. Destefanis, F. De Mori, Y. Ding, C. Dong, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, S. X. Du, Y. L. Fan, J. Fang, S. S. Fang, Y. Fang, R. Farinelli, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, Y. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. G. Gao, I. Garzia, P. T. Ge, C. Geng, E. M. Gersabeck, A Gilman, K. Goetzen, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, M. Greco, L. M. Gu, M. H. Gu, Y. T. Gu, C. Y Guan, A. Q. Guo, L. B. Guo, R. P. Guo, Y. P. Guo, A. Guskov, T. T. Han, W. Y. Han, X. Q. Hao, F. A. Harris, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, T. Held, Y. K. Heng, C. Herold, M. Himmelreich, T. Holtmann, G. Y. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, T. Hu, Y. Hu, G. S. Huang, L. Q. Huang, X. T. Huang, Y. P. Huang, Z. Huang, T. Hussain, N Husken, W. Ikegami Andersson, W. Imoehl, M. Irshad, S. Jaeger, S. Janchiv, Q. Ji, Q. P. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, H. B. Jiang, X. S. Jiang, J. B. Jiao, Z. Jiao, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, T. Johansson, N. Kalantar-Nayestanaki, X. S. Kang, R. Kappert, M. Kavatsyuk, B. C. Ke, I. K. Keshk, A. Khoukaz, P. Kiese, R. Kiuchi, R. Kliemt, L. Koch, O. B. Kolcu, B. Kopf, M. Kuemmel, M. Kuessner, A. Kupsc, M. G. Kurth, W. Kuhn, J. J. Lane, J. S. Lange, P. Larin, A. Lavania, L. Lavezzi, Z. H. Lei, H. Leithoff, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. H. Li, Cheng Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. Li, H. Li, H. B. Li, H. J. Li, J. L. Li, J. Q. Li, J. S. Li, Ke Li, L. K. Li, Lei Li, P. R. Li, S. Y. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. H. Li, X. L. Li, Xiaoyu Li, Z. Y. Li, H. Liang, H. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, L. Z. Liao, J. Libby, C. X. Lin, T. Lin, B. J. Liu, C. X. Liu, D. Liu, F. H. Liu, Fang Liu, Feng Liu, H. B. Liu, H. M. Liu, Huanhuan Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. L. Liu, J. Y. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, L. Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, Shuai Liu, T. Liu, W. M. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Z. A. Liu, Z. Q. Liu, X. C. Lou, F. X. Lu, H. J. Lu, J. D. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. P. Lu, C. L. Luo, M. X. Luo, P. W. Luo, T. Luo, X. L. Luo, X. R. Lyu, F. C. Ma, H. L. Ma, L. L. Ma, M. M. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, R. T. Ma, X. X. Ma, X. Y. Ma, F. E. Maas, M. Maggiora, S. Maldaner, S. Malde, Q. A. Malik, A. Mangoni, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, Z. X. Meng, J. G. Messchendorp, G. Mezzadri, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, Y. J. Mo, N. Yu. Muchnoi, H. Muramatsu, S. Nakhoul, Y. Nefedov, F. Nerling, I. B. Nikolaev, Z. Ning, S. Nisar, Q. Ouyang, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, A. Pathak, P. Patteri, M. Pelizaeus, H. P. Peng, K. Peters, J. Pettersson, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Pogodin, R. Poling, V. Prasad, H. Qi, H. R. Qi, K. H. Qi, M. Qi, T. Y. Qi, S. Qian, W. B. Qian, Z. Qian, C. F. Qiao, L. Q. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, S. Q. Qu, K. H. Rashid, K. Ravindran, C. F. Redmer, A. Rivetti, V. Rodin, M. Rolo, G. Rong, Ch. Rosner, M. Rump, H. S. Sang, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, C. Schnier, K. Schoenning, M. Scodeggio, D. C. Shan, W. Shan, X. Y. Shan, J. F. Shangguan, M. Shao, C. P. Shen, H. F. Shen, P. X. Shen, X. Y. Shen, H. C. Shi, R. S. Shi, X. Shi, X. D Shi, J. J. Song, W. M. Song, Y. X. Song, S. Sosio, S. Spataro, K. X. Su, P. P. Su, F. F. Sui, G. X. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, L. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, W. Y. Sun, X Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. T. Sun, Y. H. Tan, Y. X. Tan, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, J. X. Teng, V. Thoren, W. H. Tian, Y. T. Tian, I. Uman, B. Wang, C. W. Wang, D. Y. Wang, H. J. Wang, H. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, M. Wang, M. Z. Wang, Meng Wang, S. Wang, W. Wang, W. H. Wang, W. P. Wang, X. Wang, X. F. Wang, X. L. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. Q. Wang, Y. Y. Wang, Z. Wang, Z. Y. Wang, Ziyi Wang, Zongyuan Wang, D. H. Wei, F. Weidner, S. P. Wen, D. J. White, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, L. Wollenberg, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, X. Wu, Z. Wu, L. Xia, H. Xiao, S. Y. Xiao, Z. J. Xiao, X. H. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, T. Y. Xing, G. F. Xu, Q. J. Xu, W. Xu, X. P. Xu, Y. C. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, Xu Yan, H. J. Yang, H. X. Yang, L. Yang, S. L. Yang, Y. X. Yang, Yifan Yang, Zhi Yang, M. Ye, M. H. Ye, J. H. Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, G. Yu, J. S. Yu, T. Yu, C. Z. Yuan, L. Yuan, X. Q. Yuan, Y. Yuan, Z. Y. Yuan, C. X. Yue, A. A. Zafar, X. Zeng Zeng, Y. Zeng, A. Q. Zhang, B. X. Zhang, Guangyi Zhang, H. Zhang, H. H. Zhang, H. H. Zhang, H. Y. Zhang, J. J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. W. Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, Jianyu Zhang, Jiawei Zhang, L. M. Zhang, L. Q. Zhang, Lei Zhang, S. Zhang, S. F. Zhang, Shulei Zhang, X. D. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Yan Zhang, Yao Zhang, Z. H. Zhang, Z. Y. Zhang, G. Zhao, J. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, Lei Zhao, Ling Zhao, M. G. Zhao, Q. Zhao, S. J. Zhao, Y. B. Zhao, Y. X. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, J. P. Zheng, Y. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, C. Zhong, L. P. Zhou, Q. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, A. N. Zhu, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, S. H. Zhu, T. J. Zhu, W. J. Zhu, W. J. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, B. S. Zou, J. H. Zou, BESIII Collaboration

Published 2021-07-14Version 1

The absolute branching fraction of $\Lambda \to p \mu^- \bar{\nu}_{\mu}$ is reported for the first time based on an $e^+e^-$ annihilation sample of ten billion $J/\psi$ events collected with the BESIII detector at $\sqrt{s}=3.097$ GeV. The branching fraction is determined to be ${\mathcal B}(\Lambda \to p\mu^- \bar{\nu}_{\mu}) = [1.48\pm0.21(\rm stat) \pm 0.08(\rm syst)]\times 10^{-4}$, which is a significant improvement in precision over the previous indirect measurements. Combining this result with the world average of ${\mathcal B}(\Lambda \to p e^- \bar{\nu}_{e})$, we obtain the ratio, $\frac{\Gamma(\Lambda \to p \mu^- \bar{\nu}_{\mu})}{\Gamma(\Lambda \to p e^- \bar{\nu}_{e})}$, to be $0.178 \pm 0.028$, which agrees with the standard model prediction assuming lepton flavor universality. The asymmetry of the branching fractions of $\Lambda \to p \mu^- \bar{\nu}_{\mu}$ and $\bar{\Lambda} \to \bar{p} \mu^+ \nu_{\mu}$ is also determined, and no evidence for $CP$ violation is found.