First observation of γγ→pp¯K+K− and search for exotic baryons in pK systems

Shen, C.  p.; Yuan, C.  z.; Adachi, I.; Aihara, H.; Asner, D.  m.; Aulchenko, V.; Aushev, T.; Ayad, R.; Babu, V.; Badhrees, I.; Bakich, A.  m.; Barberio, E.; Behera, P.; Bhardwaj, V.; Bhuyan, B.; Biswal, J.; Bobrov, A.; Bonvicini, G.; Bozek, A.; Bračko, M.; Browder, T.  e.; Červenkov, D.; Chang, P.; Chekelian, V.; Chen, A.; Cheon, B.  g.; Chilikin, K.; Chistov, R.; Cho, K.; Chobanova, V.; Choi, S. -K.; Choi, Y.; Cinabro, D.; Dalseno, J.; Danilov, M.; Dash, N.; Doležal, Z.; Drásal, Z.; Dutta, D.; Eidelman, S.; Fang, W.  x.; Fast, J.  e.; Ferber, T.; Fulsom, B.  g.; Gaur, V.; Gabyshev, N.; Garmash, A.; Gillard, R.; Glattauer, R.; Goldenzweig, P.; Grzymkowska, O.; Haba, J.; Hayasaka, K.; Hayashii, H.; Hou, W. -S.; Iijima, T.; Inami, K.; Inguglia, G.; Ishikawa, A.; Itoh, R.; Iwasaki, Y.; Jaegle, I.; Jeon, H.  b.; Joo, K.  k.; Julius, T.; Kang, K.  h.; Kato, E.; Kiesling, C.; Kim, D.  y.; Kim, J.  b.; Kim, K.  t.; Kim, S.  h.; Kim, Y.  j.; Kodyš, P.; Korpar, S.; Kotchetkov, D.; Križan, P.; Krokovny, P.; Kuzmin, A.; Kwon, Y. -J.; Lange, J.  s.; C.  h., Li; Li, H.; Li, L.; Li, Y.; Li Gioi, L.; Libby, J.; Liventsev, D.; Lubej, M.; Luo, T.; Masuda, M.; Matsuda, T.; Matvienko, D.; Miyabayashi, K.; Miyata, H.; Mizuk, R.; Mohanty, G.  b.; Mohanty, S.; Moll, A.; Moon, H.  k.; Mussa, R.; Nakano, E.; Nakao, M.; Nanut, T.; Nath, K.  j.; Natkaniec, Z.; Nishida, S.; Ogawa, S.; Olsen, S.  l.; Ostrowicz, W.; Pakhlov, P.; Pakhlova, G.; Pal, B.; Park, C. -S.; Park, H.; Pesántez, L.; Pestotnik, R.; Petrič, M.; Piilonen, L.  e.; Pulvermacher, C.; Rauch, J.; Ritter, M.; Sakai, Y.; Sandilya, S.; Santelj, L.; Sanuki, T.; Savinov, V.; Schlüter, T.; Schneider, O.; Schnell, G.; Schwanda, C.; Seino, Y.; Semmler, D.; Senyo, K.; Seong, I.  s.; Sevior, M.  e.; Shibata, T. -A.; Shiu, J. -G.; Shwartz, B.; Simon, F.; Sokolov, A.; Solovieva, E.; Stanič, S.; Starič, M.; Strube, J.  f.; Stypula, J.; Sumihama, M.; Sumiyoshi, T.; Takizawa, M.; Tamponi, U.; Tanida, K.; Tenchini, F.; Trabelsi, K.; Uchida, M.; Uehara, S.; Uglov, T.; Unno, Y.; Uno, S.; Urquijo, P.; Usov, Y.; Van Hulse, C.; Varner, G.; Wang, C.  h.; Wang, M. -Z.; Wang, P.; Watanabe, M.; Watanabe, Y.; Williams, K.  m.; Won, E.; Yamaoka, J.; Yelton, J.; Yook, Y.; Yusa, Y.; Zhang, C.  c.; Zhang, Z.  p.; Zhilich, V.; Zhukova, V.; Zhulanov, V.; Zupanc, A.; Null, Null

doi:10.1103/physrevd.93.112017

The process γγ→pp¯K+K− and its intermediate processes are measured for the first time using a 980 fb−1 data sample collected with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e+e− collider. The production of pp¯K+K− and a Λ⁢(1520)0 (Λ-bar⁢(1520)0) signal in the pK-p-bar K+ invariant mass spectrum are clearly observed. However, no evidence for an exotic baryon near 1540 MeV/c2, denoted as Θ⁢(1540)0 Θ-bar⁢(1540)0 or Θ⁢(1540)++ Θ⁢(1540)−−, is seen in the p⁢K− p-bar⁢ K+ or pK+ p-bar ⁢K− invariant mass spectra. Cross sections for γγ→pp⁢-bar K+K−, Λ⁢(1520)0 ⁢p-bar ⁢K+ +c.c. and the products σ(γγ→Θ⁢(1540)0⁢ p-bar ⁢K +c.c.)⁢B⁡(Θ⁢(1540)0→pK−) and σ⁡(γγ→Θ⁢(1540)++ p-bar ⁢K− +c.c.)⁢B⁡(Θ⁢(1540)++→pK+) are measured. We also determine upper limits on the products of the χc⁢0 and χc2 two-photon decay widths and their branching fractions to pp-bar ⁢K+K− at the 90% credibility level.