Observation of a threshold cusp at the Λη threshold in the pK− mass spectrum with Λc+→pK−π+ decays

Yang, S.  B.; Tanida, K.; Ahn, J.  K.; Adachi, I.; Aihara, H.; Asner, D.  M.; Atmacan, H.; Aulchenko, V.; Aushev, T.; Ayad, R.; Babu, V.; Behera, P.; Belous, K.; Bennett, J.; Bessner, M.; Bhardwaj, V.; Bhuyan, B.; Bodrov, D.; Borah, J.; Bozek, A.; Bračko, M.; Branchini, P.; Browder, T.  E.; Budano, A.; Campajola, M.; Červenkov, D.; Chang, M. -C.; Chang, P.; Cheon, B.  G.; Chilikin, K.; Cho, H.  E.; Cho, K.; Cho, S. -J.; Choi, S. -K.; Choi, Y.; Choudhury, S.; Cinabro, D.; Das, S.; De Pietro, G.; Dhamija, R.; Di Capua, F.; Doležal, Z.; Dong, T.  V.; Dossett, D.; Epifanov, D.; Fulsom, B.  G.; Garg, R.; Gaur, V.; Garmash, A.; Giri, A.; Goldenzweig, P.; Graziani, E.; Gu, T.; Guan, Y.; Gudkova, K.; Hadjivasiliou, C.; Hayasaka, K.; Hayashii, H.; Hou, W. -S.; Hsu, C. -L.; Iijima, T.; Inami, K.; Ipsita, N.; Ishikawa, A.; Itoh, R.; Iwasaki, M.; Iwasaki, Y.; Jacobs, W.  W.; Jang, E. -J.; Q.  P., Ji; Jia, S.; Jin, Y.; Joo, K.  K.; Kang, K.  H.; Karyan, G.; Kawasaki, T.; Kichimi, H.; Kiesling, C.; Kim, C.  H.; Kim, D.  Y.; Kim, K. -H.; Kim, Y.  J.; Kim, Y. -K.; Kindo, H.; Kodyš, P.; Konno, T.; Korobov, A.; Korpar, S.; Kovalenko, E.; Križan, P.; Krokovny, P.; Kumar, M.; Kumar, R.; Kumara, K.; Kwon, Y. -J.; Lam, T.; Lange, J.  S.; Laurenza, M.; Lee, J.  Y.; Lee, S.  C.; C.  H., Li; Li, J.; L.  K., Li; Li, Y.; Li Gioi, L.; Libby, J.; Lieret, K.; Liventsev, D.; Luo, T.; Masuda, M.; Matsuda, T.; Matvienko, D.; Maurya, S.  K.; Meier, F.; Merola, M.; Metzner, F.; Miyabayashi, K.; Mizuk, R.; Mohanty, G.  B.; Nakamura, I.; Nakano, T.; Nakao, M.; Natkaniec, Z.; Natochii, A.; Nayak, L.; Niiyama, M.; Nisar, N.  K.; Nishida, S.; Ono, H.; Oskin, P.; Pakhlov, P.; Pakhlova, G.; Pardi, S.; Park, H.; Park, S. -H.; Passeri, A.; Patra, S.; Paul, S.; Pedlar, T.  K.; Pestotnik, R.; Piilonen, L.  E.; Podobnik, T.; Prencipe, E.; Prim, M.  T.; Rout, N.; Russo, G.; Sandilya, S.; Santelj, L.; Savinov, V.; Schnell, G.; Schueler, J.; Schwanda, C.; Seino, Y.; Senyo, K.; Sevior, M.  E.; Shapkin, M.; Sharma, C.; Shen, C.  P.; Shiu, J. -G.; Singh, J.  B.; Sokolov, A.; Solovieva, E.; Starič, M.; Sumihama, M.; Sumiyoshi, T.; Sutcliffe, W.; Takizawa, M.; Tamponi, U.; Tenchini, F.; Trabelsi, K.; Tsuboyama, T.; Uchida, M.; Uglov, T.; Unno, Y.; Uno, S.; Ushiroda, Y.; Usov, Y.; van Tonder, R.; Varner, G.; Vossen, A.; Waheed, E.; Wang, E.; Wang, M. -Z.; Wang, X.  L.; Watanabe, M.; Watanuki, S.; Werbycka, O.; Won, E.; Yabsley, B.  D.; Yan, W.; Yelton, J.; Yin, J.  H.; Yuan, C.  Z.; Yusa, Y.; Zhai, Y.; Zhang, Z.  P.; Zhilich, V.; Zhukova, V.

doi:10.1103/PhysRevD.108.L031104

We observe a narrow peaking structure in the pK- invariant-mass spectrum near the Λη threshold. The peak is clearly seen in 1.5 million events of Λc+→pK-π+ decay using the 980 fb-1 data sample collected by the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e+e- collider. We try two approaches to explain this structure: as a new resonance and as a cusp at the Λη threshold. The best fit is obtained with a coherent sum of a Flatté function and a constant background amplitude with the reduced χ2 of 257/243 (p=0.25), while the fits to Breit-Wigner functions are unfavored by more than 7σ. The best fit explains the structure as a cusp at the Λη threshold, and the obtained parameters are consistent with the known properties of Λ(1670). The observation gives the first identification of a threshold cusp in hadrons from the spectrum shape.