A combined amplitude analysis is performed for the decays B^{0}→D[over ¯]^{0}D_{s}^{+}π^{-} and B^{+}→D^{-}D_{s}^{+}π^{+}, which are related by isospin symmetry. The analysis is based on data collected by the LHCb detector in proton-proton collisions at center-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV. The full data sample corresponds to an integrated luminosity of 9  fb^{-1}. Two new resonant states with masses of 2.908±0.011±0.020  GeV and widths of 0.136±0.023±0.013  GeV are observed, which decay to D_{s}^{+}π^{+} and D_{s}^{+}π^{-} respectively. The former state indicates the first observation of a doubly charged open-charm tetraquark state with minimal quark content [cs[over ¯]ud[over ¯]], and the latter state is a neutral tetraquark composed of [cs[over ¯]u[over ¯]d] quarks. Both states are found to have spin-parity of 0^{+}, and their resonant parameters are consistent with each other, which suggests that they belong to an isospin triplet.

First Observation of a Doubly Charged Tetraquark and Its Neutral Partner / R. Aaij, A. . . Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudinén, T. Ackernley, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, H. Afsharnia, C. Agapopoulou, C. . Aidala, S. Aiola, Z. Ajaltouni, S. Akar, K. Akiba, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, A. Alfonso Albero, Z. Aliouche, P. Alvarez Cartelle, R. Amalric, S. Amato, J. . Amey, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, M. Andersson, A. Andreianov, M. Andreotti, D. Andreou, D. Ao, F. Archilli, A. Artamonov, M. Artuso, E. Aslanides, M. Atzeni, B. Audurier, S. Bachmann, M. Bachmayer, J. . Back, A. Bailly-reyre, P. Baladron Rodriguez, V. Balagura, W. Baldini, J. Baptista de Souza Leite, M. Barbetti, R. . Barlow, S. Barsuk, W. Barter, M. Bartolini, F. Baryshnikov, J. . Basels, G. Bassi, B. Batsukh, A. Battig, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I. . Bediaga, A. Beiter, V. Belavin, S. Belin, V. Bellee, K. Belous, I. Belov, I. Belyaev, G. Benane, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, A. Berezhnoy, R. Bernet, S. Bernet Andres, D. Berninghoff, H. . Bernstein, C. Bertella, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, I. Bezshyiko, S. Bhasin, J. Bhom, L. Bian, M. . Bieker, N. . Biesuz, S. Bifani, P. Billoir, A. Biolchini, M. Birch, F. . . Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, M. . Blago, T. Blake, F. Blanc, J. . Blank, S. Blusk, D. Bobulska, J. . Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Boldyrev, C. . Bolognani, R. Bolzonella, N. Bondar, F. Borgato, S. Borghi, M. Borsato, J. . Borsuk, S. . Bouchiba, T. . . Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, M. . Bradley, S. Braun, A. Brea Rodriguez, J. Brodzicka, A. Brossa Gonzalo, J. Brown, D. Brundu, A. Buonaura, L. Buonincontri, A. . Burke, C. Burr, A. Bursche, A. Butkevich, J. . Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, R. Calabrese, L. Calefice, S. Cali, R. Calladine, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Campana, D. . Campora Perez, A. . Campoverde Quezada, S. Capelli, L. Capriotti, A. Carbone, G. Carboni, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, A. Casais Vidal, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, J. Cerasoli, D. Cervenkov, A. . Chadwick, M. . Chapman, M. Charles, P. Charpentier, C. . Chavez Barajas, M. Chefdeville, C. Chen, S. Chen, A. Chernov, S. Chernyshenko, V. Chobanova, S. Cholak, M. Chrzaszcz, A. Chubykin, V. Chulikov, P. Ciambrone, M. . Cicala, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, G. Ciullo, P. . . Clarke, M. Clemencic, H. . Cliff, J. Closier, J. . Cobbledick, V. Coco, J. . . Coelho, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, P. Collins, T. Colombo, L. Congedo, A. Contu, N. Cooke, I. Corredoira, G. Corti, B. Couturier, D. . Craik, M. Cruz Torres, R. Currie, C. . Da Silva, S. Dadabaev, L. Dai, X. Dai, E. Dall’Occo, J. Dalseno, C. D’Ambrosio, J. Daniel, A. Danilina, P. D’Argent, J. . Davies, A. Davis, O. De Aguiar Francisco, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, E. De Lucia, J. . De Miranda, L. De Paula, M. De Serio, D. De Simone, P. De Simone, F. De Vellis, J. . de Vries, C. . Dean, F. Debernardis, D. Decamp, V. Dedu, L. Del Buono, B. Delaney, H.-. Dembinski, V. Denysenko, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, A. Di Cicco, P. Di Nezza, I. Diachkov, S. Didenko, L. Dieste Maronas, S. Ding, V. Dobishuk, A. Dolmatov, C. Dong, A. . Donohoe, F. Dordei, A. . dos Reis, L. Douglas, A. . Downes, P. Duda, M. . Dudek, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M. . Duras, J. . Durham, D. Dutta, A. Dziurda, A. Dzyuba, S. Easo, U. Egede, V. Egorychev, S. Eidelman, C. Eirea Orro, S. Eisenhardt, E. Ejopu, S. Ek-In, L. Eklund, S. Ely, A. Ene, E. Epple, S. Escher, J. Eschle, S. Esen, T. Evans, F. Fabiano, L. . Falcao, Y. Fan, B. Fang, L. Fantini, M. Faria, S. Farry, D. Fazzini, L. . Felkowski, M. Feo, M. Fernandez Gomez, A. . Fernez, F. Ferrari, L. Ferreira Lopes, F. Ferreira Rodrigues, S. Ferreres Sole, M. Ferrillo, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R. . Fini, M. Fiorini, M. Firlej, K. . Fischer, D. . Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, M. Fontana, F. Fontanelli, R. Forty, D. Foulds-Holt, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D. . Friday, J. Fu, Q. Fuehring, T. Fulghesu, E. Gabriel, G. Galati, M. . Galati, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, Y. Gan, M. Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, Y. Gao, M. Garau, L. . Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. García Pardiñas, B. Garcia Plana, F. . Garcia Rosales, L. Garrido, C. Gaspar, R. . Geertsema, D. Gerick, L. . Gerken, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, L. Giambastiani, V. Gibson, H. . Giemza, A. . Gilman, M. Giovannetti, A. Gioventù, P. Gironella Gironell, C. Giugliano, M. . Giza, K. Gizdov, E. . Gkougkousis, V. . Gligorov, C. Göbel, E. Golobardes, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, S. Gomez Fernandez, F. Goncalves Abrantes, M. Goncerz, G. Gong, I. . Gorelov, C. Gotti, J. . Grabowski, T. Grammatico, L. . Granado Cardoso, E. Graugés, E. Graverini, G. Graziani, A. . Grecu, L. . Greeven, N. . Grieser, L. Grillo, S. Gromov, B. . Gruberg Cazon, C. Gu, M. Guarise, M. Guittiere, P. . Günther, E. Gushchin, A. Guth, Y. Guz, T. Gys, T. Hadavizadeh, G. Haefeli, C. Haen, J. Haimberger, S. . Haines, T. Halewood-leagas, M. . Halvorsen, P. . Hamilton, J. Hammerich, Q. Han, X. Han, E. . Hansen, S. Hansmann-Menzemer, L. Hao, N. Harnew, T. Harrison, C. Hasse, M. Hatch, J. He, K. Heijhoff, C. Henderson, R. . . Henderson, A. . Hennequin, K. Hennessy, L. Henry, J. Herd, J. Heuel, A. Hicheur, D. Hill, M. Hilton, S. . Hollitt, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, J. Hu, J. Hu, W. Hu, X. Hu, W. Huang, X. Huang, W. Hulsbergen, R. . Hunter, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, P. Ibis, M. Idzik, D. Ilin, P. Ilten, A. Inglessi, A. Iniukhin, A. Ishteev, K. Ivshin, R. Jacobsson, H. Jage, S. . Jaimes Elles, S. Jakobsen, E. Jans, B. . Jashal, A. Jawahery, V. Jevtic, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, M. John, D. Johnson, C. . Jones, T. . Jones, B. Jost, N. Jurik, I. Juszczak, S. Kandybei, Y. Kang, M. Karacson, D. Karpenkov, M. Karpov, J. . Kautz, F. Keizer, D. . Keller, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, A. Kharisova, S. Kholodenko, G. Khreich, T. Kirn, V. . Kirsebom, O. Kitouni, S. Klaver, N. Kleijne, K. Klimaszewski, M. . Kmiec, S. Koliiev, A. Kondybayeva, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, R. Kopecna, P. Koppenburg, M. Korolev, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, A. Kozachuk, P. Kravchenko, L. Kravchuk, R. . Krawczyk, M. Kreps, S. Kretzschmar, P. Krokovny, W. Krupa, W. Krzemien, J. Kubat, S. Kubis, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, A. Kupsc, D. Lacarrere, G. Lafferty, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, J. . Lane, R. Lane, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, J. Langer, O. Lantwin, T. Latham, F. Lazzari, M. Lazzaroni, R. Le Gac, S. . Lee, R. Lefèvre, A. Leflat, S. Legotin, P. Lenisa, O. Leroy, T. Lesiak, B. Leverington, A. Li, H. Li, K. Li, P. Li, P.-. Li, S. Li, T. Li, T. Li, Y. Li, Z. Li, X. Liang, C. Lin, T. Lin, R. Lindner, V. Lisovskyi, R. Litvinov, G. Liu, H. Liu, Q. Liu, S. Liu, Y. Liu, A. Lobo Salvia, A. Loi, R. Lollini, J. Lomba Castro, I. Longstaff, J. . Lopes, A. Lopez Huertas, S. López Soliño, G. . Lovell, Y. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, S. Luchuk, M. Lucio Martinez, V. Lukashenko, Y. Luo, A. Lupato, E. Luppi, A. Lusiani, K. Lynch, X.-. Lyu, L. Ma, R. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, I. Mackay, V. Macko, P. Mackowiak, L. . Madhan Mohan, A. Maevskiy, D. Maisuzenko, M. . Majewski, J. . Malczewski, S. Malde, B. Malecki, A. Malinin, T. Maltsev, G. Manca, G. Mancinelli, C. Mancuso, D. Manuzzi, C. . Manzari, D. Marangotto, J. . Marchand, U. Marconi, S. Mariani, C. Marin Benito, J. Marks, A. . Marshall, P. . Marshall, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Massafferri, M. Materok, R. Matev, A. Mathad, V. Matiunin, C. Matteuzzi, K. . Mattioli, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, M. Mazurek, M. Mccann, L. Mcconnell, T. . Mcgrath, N. . Mchugh, A. Mcnab, R. Mcnulty, J. . Mead, B. Meadows, G. Meier, D. Melnychuk, S. Meloni, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, M. Mikhasenko, D. . Milanes, E. Millard, M. Milovanovic, M.-. Minard, A. Minotti, T. Miralles, S. . Mitchell, B. Mitreska, D. . Mitzel, A. Mödden, R. . Mohammed, R. . Moise, S. Mokhnenko, T. Mombächer, M. Monk, I. . Monroy, S. Monteil, M. Morandin, G. Morello, M. . Morello, J. Moron, A. . Morris, A. . Morris, R. Mountain, H. Mu, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. Müller, C. . Murphy, D. Murray, R. Murta, P. Muzzetto, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, T. Nanut, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, P. Neustroev, R. Newcombe, J. Nicolini, E. . Niel, S. Nieswand, N. Nikitin, N. . Nolte, C. Normand, J. Novoa Fernandez, C. Nunez, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, T. Oeser, D. . O’Hanlon, S. Okamura, R. Oldeman, F. Oliva, C. . . Onderwater, R. . O’Neil, J. . Otalora Goicochea, T. Ovsiannikova, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, K. . Padeken, B. Pagare, P. . Pais, T. Pajero, A. Palano, M. Palutan, Y. Pan, G. Panshin, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L. . Pappalardo, C. Pappenheimer, W. Parker, C. Parkes, B. Passalacqua, G. Passaleva, A. Pastore, M. Patel, C. Patrignani, C. . Pawley, A. Pearce, A. Pellegrino, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, D. Pereima, A. Pereiro Castro, P. Perret, M. Petric, K. Petridis, A. Petrolini, A. Petrov, S. Petrucci, M. Petruzzo, H. Pham, A. Philippov, R. Piandani, L. Pica, M. Piccini, B. Pietrzyk, G. Pietrzyk, M. Pili, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V. Placinta, J. Plews, M. Plo Casasus, F. Polci, M. Poli Lener, M. Poliakova, A. Poluektov, N. Polukhina, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, S. Popov, S. Poslavskii, K. Prasanth, L. Promberger, C. Prouve, V. Pugatch, V. Puill, G. Punzi, H. . Qi, W. Qian, N. Qin, S. Qu, R. Quagliani, N. . Raab, R. . Rabadan Trejo, B. Rachwal, J. . Rademacker, R. Rajagopalan, M. Rama, M. Ramos Pernas, M. . Rangel, F. Ratnikov, G. Raven, M. Rebollo De Miguel, F. Redi, J. Reich, F. Reiss, C. Remon Alepuz, Z. Ren, P. . Resmi, R. Ribatti, A. . Ricci, S. Ricciardi, K. Richardson, M. Richardson-Slipper, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, A. . Rodrigues, E. Rodrigues, E. Rodriguez Fernandez, J. . Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, D. . Rolf, A. Rollings, P. Roloff, V. Romanovskiy, M. Romero Lamas, A. Romero Vidal, J. . Roth, M. Rotondo, M. . Rudolph, T. Ruf, R. . Ruiz Fernandez, J. Ruiz Vidal, A. Ryzhikov, J. Ryzka, J. . Saborido Silva, N. Sagidova, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, C. Sanchez Gras, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, E. Santovetti, D. Saranin, G. Sarpis, M. Sarpis, A. Sarti, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, D. Savrina, H. Sazak, L. . Scantlebury Smead, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, S. Schmitt, O. Schneider, A. Schopper, M. Schubiger, S. Schulte, M. . Schune, R. Schwemmer, B. Sciascia, A. Sciuccati, S. Sellam, A. Semennikov, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, A. Seuthe, Y. Shang, D. . Shangase, M. Shapkin, I. Shchemerov, L. Shchutska, T. Shears, L. Shekhtman, Z. Shen, S. Sheng, V. Shevchenko, B. Shi, E. . Shields, Y. Shimizu, E. Shmanin, R. Shorkin, J. . Shupperd, B. . Siddi, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singla, N. Skidmore, R. Skuza, T. Skwarnicki, M. . Slater, J. . Smallwood, J. . Smeaton, E. Smith, K. Smith, M. Smith, A. Snoch, L. Soares Lavra, M. . Sokoloff, F. . . Soler, A. Solomin, A. Solovev, I. Solovyev, R. Song, F. . Souza De Almeida, B. Souza De Paula, B. Spaan, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, E. Spiridenkov, P. Spradlin, V. Sriskaran, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, E. . Stein, O. Steinkamp, O. Stenyakin, H. Stevens, S. Stone, D. Strekalina, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, Y. Sun, P. Svihra, P. . Swallow, K. Swientek, A. Szabelski, T. Szumlak, M. Szymanski, Y. Tan, S. Taneja, A. . Tanner, M. . Tat, A. Terentev, F. Teubert, E. Thomas, D. . . Thompson, K. . Thomson, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T’Jampens, M. Tobin, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, D. Torres Machado, D. . Tou, S. . Trilov, C. Trippl, G. Tuci, A. Tully, N. Tuning, A. Ukleja, D. . Unverzagt, A. Usachov, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, A. Vagner, V. Vagnoni, A. Valassi, G. Valenti, N. Valls Canudas, M. van Beuzekom, M. Van Dijk, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C. . Van Hulse, M. van Veghel, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vázquez Sierra, S. Vecchi, J. . Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Veronesi, M. Vesterinen, D. Vieira, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, F. . Volle, D. vom Bruch, A. Vorobyev, V. Vorobyev, N. Voropaev, K. Vos, C. Vrahas, R. Waldi, J. Walsh, G. Wan, C. Wang, G. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, R. Wang, X. Wang, Y. Wang, Z. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J. . Ward, N. . Watson, D. Websdale, Y. Wei, C. Weisser, B. . . Westhenry, D. . White, M. Whitehead, A. . Wiederhold, D. Wiedner, G. Wilkinson, M. . Wilkinson, I. Williams, M. Williams, M. . . Williams, R. Williams, F. . Wilson, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, C. . Wong, G. Wormser, S. . Wotton, H. Wu, J. Wu, K. Wyllie, Z. Xiang, D. Xiao, Y. Xie, A. Xu, J. Xu, L. Xu, L. Xu, M. Xu, Q. Xu, Z. Xu, Z. Xu, D. Yang, S. Yang, X. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, L. . Yeomans, V. Yeroshenko, H. Yeung, H. Yin, J. Yu, X. Yuan, E. Zaffaroni, M. Zavertyaev, M. Zdybal, O. Zenaiev, M. Zeng, C. Zhang, D. Zhang, L. Zhang, S. Zhang, S. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, A. Zharkova, A. Zhelezov, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, Y. Zhou, V. Zhovkovska, X. Zhu, X. Zhu, Z. Zhu, V. Zhukov, Q. Zou, S. Zucchelli, D. Zuliani, G. Zunica. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 131:4(2023 Jul 27), pp. 041902.1-041902.12. [10.1103/PhysRevLett.131.041902]

First Observation of a Doubly Charged Tetraquark and Its Neutral Partner

M. Lazzaroni;C. Mancuso;D. Marangotto;A. Merli;N. Neri;E. Spadaro Norella;G. Tonani;
2023

Abstract

A combined amplitude analysis is performed for the decays B^{0}→D[over ¯]^{0}D_{s}^{+}π^{-} and B^{+}→D^{-}D_{s}^{+}π^{+}, which are related by isospin symmetry. The analysis is based on data collected by the LHCb detector in proton-proton collisions at center-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV. The full data sample corresponds to an integrated luminosity of 9  fb^{-1}. Two new resonant states with masses of 2.908±0.011±0.020  GeV and widths of 0.136±0.023±0.013  GeV are observed, which decay to D_{s}^{+}π^{+} and D_{s}^{+}π^{-} respectively. The former state indicates the first observation of a doubly charged open-charm tetraquark state with minimal quark content [cs[over ¯]ud[over ¯]], and the latter state is a neutral tetraquark composed of [cs[over ¯]u[over ¯]d] quarks. Both states are found to have spin-parity of 0^{+}, and their resonant parameters are consistent with each other, which suggests that they belong to an isospin triplet.
Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
27-lug-2023
Article (author)
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
PhysRevLett.131.041902.pdf

accesso aperto

Tipologia: Publisher's version/PDF
Dimensione 1.35 MB
Formato Adobe PDF
1.35 MB 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/2434/1025669
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? 0
  • Scopus 21
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 9
social impact