The first observation of exotic states with a new quark content cc¯us¯ decaying to the J/ψK+ final state is reported with high significance from an amplitude analysis of the B+→J/ψφK+ decay. The analysis is carried out using proton-proton collision data corresponding to a total integrated luminosity of 9 fb-1 collected by the LHCb experiment at center-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV. The most significant state, Zcs(4000)+, has a mass of 4003±6-14+4 MeV, a width of 131±15±26 MeV, and spin parity JP=1+, where the quoted uncertainties are statistical and systematic, respectively. A new 1+ X(4685) state decaying to the J/ψφ final state is also observed with high significance. In addition, the four previously reported J/ψφ states are confirmed and two more exotic states, Zcs(4220)+ and X(4630), are observed with significance exceeding 5 standard deviations.

Observation of New Resonances Decaying to J /ψK+ and J /ψφ / R. Aaij, C. Abellan Beteta, T. Ackernley, B. Adeva, M. Adinolfi, H. Afsharnia, C.A. Aidala, S. Aiola, Z. Ajaltouni, S. Akar, J. Albrecht, F. Alessio, M. Alexander, A. Alfonso Albero, Z. Aliouche, G. Alkhazov, P. Alvarez Cartelle, S. Amato, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, A. Andreianov, M. Andreotti, F. Archilli, A. Artamonov, M. Artuso, K. Arzymatov, E. Aslanides, M. Atzeni, B. Audurier, S. Bachmann, M. Bachmayer, J.J. Back, S. Baker, P. Baladron Rodriguez, V. Balagura, W. Baldini, J. Baptista Leite, R.J. Barlow, S. Barsuk, W. Barter, M. Bartolini, F. Baryshnikov, J.M. Basels, G. Bassi, B. Batsukh, A. Battig, A. Bay, M. Becker, F. Bedeschi, I. Bediaga, A. Beiter, V. Belavin, S. Belin, V. Bellee, K. Belous, I. Belov, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, A. Berezhnoy, R. Bernet, D. Berninghoff, H.C. Bernstein, C. Bertella, A. Bertolin, C. Betancourt, F. Betti, I. Bezshyiko, S. Bhasin, J. Bhom, L. Bian, M.S. Bieker, S. Bifani, P. Billoir, M. Birch, F.C.R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, M. Bjorn, M.P. Blago, T. Blake, F. Blanc, S. Blusk, D. Bobulska, J.A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Boldyrev, A. Bondar, N. Bondar, S. Borghi, M. Borisyak, M. Borsato, J.T. Borsuk, S.A. Bouchiba, T.J.V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, M.J. Bradley, S. Braun, A. Brea Rodriguez, M. Brodski, J. Brodzicka, A. Brossa Gonzalo, D. Brundu, A. Buonaura, C. Burr, A. Bursche, A. Butkevich, J.S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, R. Calabrese, L. Calefice, L. Calero Diaz, S. Cali, R. Calladine, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, A. Camboni, P. Campana, A.F. Campoverde Quezada, S. Capelli, L. Capriotti, A. Carbone, G. Carboni, R. Cardinale, A. Cardini, I. Carli, P. Carniti, L. Carus, K. Carvalho Akiba, A. Casais Vidal, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, S. Celani, J. Cerasoli, A.J. Chadwick, M.G. Chapman, M. Charles, P. Charpentier, G. Chatzikonstantinidis, C.A. Chavez Barajas, M. Chefdeville, C. Chen, S. Chen, A. Chernov, V. Chobanova, S. Cholak, M. Chrzaszcz, A. Chubykin, V. Chulikov, P. Ciambrone, M.F. Cicala, X. Cid Vidal, G. Ciezarek, P.E.L. Clarke, M. Clemencic, H.V. Cliff, J. Closier, J.L. Cobbledick, V. Coco, J.A.B. Coelho, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, P. Collins, T. Colombo, L. Congedo, A. Contu, N. Cooke, G. Coombs, G. Corti, C.M. Costa Sobral, B. Couturier, D.C. Craik, J. Crkovska, M. Cruz Torres, R. Currie, C.L. Da Silva, E. Dall'Occo, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, A. Danilina, P. D'Argent, 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, D. De Simone, P. De Simone, J.A. De Vries, C.T. Dean, D. Decamp, L. Del Buono, B. Delaney, H.-. Dembinski, A. Dendek, V. Denysenko, D. Derkach, O. Deschamps, F. Desse, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, S. Didenko, L. Dieste Maronas, H. Dijkstra, V. Dobishuk, A.M. Donohoe, F. Dordei, A.C. Dos Reis, L. Douglas, A. Dovbnya, A.G. Downes, K. Dreimanis, M.W. Dudek, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, J.M. Durham, D. Dutta, M. Dziewiecki, A. Dziurda, A. Dzyuba, S. Easo, U. Egede, V. Egorychev, S. Eidelman, S. Eisenhardt, S. Ek-In, L. Eklund, S. Ely, A. Ene, E. Epple, S. Escher, J. Eschle, S. Esen, T. Evans, A. Falabella, J. Fan, Y. Fan, B. Fang, S. Farry, D. Fazzini, P. Fedin, M. Feo, P. Fernandez Declara, A. Fernandez Prieto, J.M. Fernandez-Tenllado Arribas, F. Ferrari, L. Ferreira Lopes, F. Ferreira Rodrigues, S. Ferreres Sole, M. Ferrillo, M. Ferro-Luzzi, S. Filippov, R.A. Fini, M. Fiorini, M. Firlej, K.M. Fischer, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, M. Fontana, F. Fontanelli, R. Forty, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D.A. Friday, J. Fu, Q. Fuehring, W. Funk, E. Gabriel, T. Gaintseva, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, Y. Gan, M. Gandelman, P. Gandini, Y. Gao, M. Garau, L.M. Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. Garcia Pardinas, B. Garcia Plana, F.A. Garcia Rosales, L. Garrido, C. Gaspar, R.E. Geertsema, D. Gerick, L.L. Gerken, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, D. Gerstel, P. Ghez, V. Gibson, H.K. Giemza, M. Giovannetti, A. Gioventu, P. Gironella Gironell, L. Giubega, C. Giugliano, K. Gizdov, E.L. Gkougkousis, V.V. Gligorov, C. Gobel, E. Golobardes, D. Golubkov, A. Golutvin, A. Gomes, S. Gomez Fernandez, F. Goncalves Abrantes, M. Goncerz, G. Gong, P. Gorbounov, I.V. Gorelov, C. Gotti, E. Govorkova, J.P. Grabowski, R. Graciani Diaz, T. Grammatico, L.A. Granado Cardoso, E. Grauges, E. Graverini, G. Graziani, A. Grecu, L.M. Greeven, P. Griffith, L. Grillo, S. Gromov, B.R. Gruberg Cazon, C. Gu, M. Guarise, P.A. Gunther, E. Gushchin, A. Guth, Y. Guz, T. Gys, T. Hadavizadeh, G. Haefeli, C. Haen, J. Haimberger, T. Halewood-Leagas, P.M. Hamilton, Q. Han, X. Han, T.H. Hancock, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T. Harrison, C. Hasse, M. Hatch, J. He, M. Hecker, K. Heijhoff, K. Heinicke, A.M. Hennequin, K. Hennessy, L. Henry, J. Heuel, A. Hicheur, D. Hill, M. Hilton, S.E. Hollitt, J. Hu, J. Hu, W. Hu, W. Huang, X. Huang, W. Hulsbergen, R.J. Hunter, M. Hushchyn, D. Hutchcroft, D. Hynds, P. Ibis, M. Idzik, D. Ilin, P. Ilten, A. Inglessi, A. Ishteev, K. Ivshin, R. Jacobsson, S. Jakobsen, E. Jans, B.K. Jashal, A. Jawahery, V. Jevtic, M. Jezabek, F. Jiang, M. John, D. Johnson, C.R. Jones, T.P. Jones, B. Jost, N. Jurik, S. Kandybei, Y. Kang, M. Karacson, M. Karpov, N. Kazeev, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, A. Kharisova, S. Kholodenko, K.E. Kim, T. Kirn, V.S. Kirsebom, O. Kitouni, S. Klaver, K. Klimaszewski, S. Koliiev, A. Kondybayeva, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, R. Kopecna, P. Koppenburg, M. Korolev, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, P. Kravchenko, L. Kravchuk, R.D. Krawczyk, M. Kreps, F. Kress, S. Kretzschmar, P. Krokovny, W. Krupa, W. Krzemien, W. Kucewicz, M. Kucharczyk, V. Kudryavtsev, H.S. Kuindersma, G.J. Kunde, T. Kvaratskheliya, D. Lacarrere, G. Lafferty, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, J.J. Lane, R. Lane, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, J. Langer, O. Lantwin, T. Latham, F. Lazzari, R. Le Gac, S.H. Lee, R. Lefevre, A. Leflat, S. Legotin, O. Leroy, T. Lesiak, B. Leverington, H. Li, L. Li, P. Li, Y. Li, Z. Li, X. Liang, T. Lin, R. Lindner, V. Lisovskyi, R. Litvinov, G. Liu, H. Liu, S. Liu, X. Liu, A. Loi, J. Lomba Castro, I. Longstaff, J.H. Lopes, G.H. Lovell, Y. Lu, D. Lucchesi, S. Luchuk, M. Lucio Martinez, V. Lukashenko, Y. Luo, A. Lupato, E. Luppi, O. Lupton, A. Lusiani, X. Lyu, L. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, V. Macko, P. Mackowiak, S. Maddrell-Mander, O. Madejczyk, L.R. Madhan Mohan, O. Maev, A. Maevskiy, D. Maisuzenko, M.W. Majewski, J.J. Malczewski, S. Malde, B. Malecki, A. Malinin, T. Maltsev, H. Malygina, G. Manca, G. Mancinelli, R. Manera Escalero, D. Manuzzi, D. Marangotto, J. Maratas, J.F. Marchand, U. Marconi, S. Mariani, C. Marin Benito, M. Marinangeli, P. Marino, J. Marks, P.J. Marshall, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Massafferri, M. Materok, R. Matev, A. Mathad, Z. Mathe, V. Matiunin, C. Matteuzzi, K.R. Mattioli, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, M. Mazurek, M. McCann, L. McConnell, T.H. McGrath, A. McNab, R. McNulty, J.V. Mead, B. Meadows, C. Meaux, G. Meier, N. Meinert, D. Melnychuk, S. Meloni, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, M. Mikhasenko, D.A. Milanes, E. Millard, M. Milovanovic, M.-. Minard, L. Minzoni, S.E. Mitchell, B. Mitreska, D.S. Mitzel, A. Modden, R.A. Mohammed, R.D. Moise, T. Mombacher, I.A. Monroy, S. Monteil, M. Morandin, G. Morello, M.J. Morello, J. Moron, A.B. Morris, A.G. Morris, R. Mountain, H. Mu, F. Muheim, M. Mukherjee, M. Mulder, D. Muller, K. Muller, C.H. Murphy, D. Murray, P. Muzzetto, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, T. Nanut, I. Nasteva, M. Needham, I. Neri, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, R. Newcombe, T.D. Nguyen, C. Nguyen-Mau, E.M. Niel, S. Nieswand, N. Nikitin, N.S. Nolte, C. Nunez, A. Oblakowska-Mucha, V. Obraztsov, D.P. O'Hanlon, R. Oldeman, M.E. Olivares, C.J.G. Onderwater, A. Ossowska, J.M. Otalora Goicochea, T. Ovsiannikova, P. Owen, A. Oyanguren, B. Pagare, P.R. Pais, T. Pajero, A. Palano, M. Palutan, Y. Pan, G. Panshin, A. Papanestis, M. Pappagallo, L.L. Pappalardo, C. Pappenheimer, W. Parker, C. Parkes, C.J. Parkinson, B. Passalacqua, G. Passaleva, A. Pastore, M. Patel, C. Patrignani, C.J. Pawley, A. Pearce, A. Pellegrino, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, D. Pereima, P. Perret, K. Petridis, A. Petrolini, A. Petrov, S. Petrucci, M. Petruzzo, T.T.H. Pham, A. Philippov, L. Pica, M. Piccini, B. Pietrzyk, G. Pietrzyk, M. Pili, D. Pinci, F. Pisani, A. Piucci, R. P. K, V. Placinta, J. Plews, M. Plo Casasus, F. Polci, M. Poli Lener, M. Poliakova, A. Poluektov, N. Polukhina, I. Polyakov, E. Polycarpo, G.J. Pomery, S. Ponce, D. Popov, S. Popov, S. Poslavskii, K. Prasanth, L. Promberger, C. Prouve, V. Pugatch, H. Pullen, G. Punzi, W. Qian, J. Qin, R. Quagliani, B. Quintana, N.V. Raab, R.I. Rabadan Trejo, B. Rachwal, J.H. Rademacker, M. Rama, M. Ramos Pernas, M.S. Rangel, F. Ratnikov, G. Raven, M. Reboud, F. Redi, F. Reiss, C. Remon Alepuz, Z. Ren, V. Renaudin, R. Ribatti, S. Ricciardi, K. Rinnert, P. Robbe, A. Robert, G. Robertson, A.B. Rodrigues, E. Rodrigues, J.A. Rodriguez Lopez, A. Rollings, P. Roloff, V. Romanovskiy, M. Romero Lamas, A. Romero Vidal, J.D. Roth, M. Rotondo, M.S. Rudolph, T. Ruf, J. Ruiz Vidal, A. Ryzhikov, J. Ryzka, J.J. Saborido Silva, N. Sagidova, N. Sahoo, B. Saitta, D. Sanchez Gonzalo, C. Sanchez Gras, 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.G. Scantlebury Smead, S. Schael, M. Schellenberg, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, O. Schneider, A. Schopper, M. Schubiger, S. Schulte, M.H. Schune, R. Schwemmer, B. Sciascia, A. Sciubba, S. Sellam, A. Semennikov, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, A. Seuthe, P. Seyfert, D.M. Shangase, M. Shapkin, I. Shchemerov, L. Shchutska, T. Shears, L. Shekhtman, Z. Shen, V. Shevchenko, E.B. Shields, E. Shmanin, J.D. Shupperd, B.G. Siddi, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M.W. Slater, I. Slazyk, J.C. Smallwood, J.G. Smeaton, A. Smetkina, E. Smith, M. Smith, A. Snoch, M. Soares, L. Soares Lavra, M.D. Sokoloff, F.J.P. Soler, A. Solovev, I. Solovyev, F.L. Souza De Almeida, B. Souza De Paula, B. Spaan, E. Spadaro Norella, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, P. Stefko, O. Steinkamp, S. Stemmle, O. Stenyakin, H. Stevens, S. Stone, M.E. Stramaglia, M. Straticiuc, D. Strekalina, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, Y. Sun, P. Svihra, P.N. Swallow, K. Swientek, A. Szabelski, T. Szumlak, M. Szymanski, S. Taneja, F. Teubert, E. Thomas, K.A. Thomson, M.J. Tilley, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, S. Tolk, L. Tomassetti, D. Torres Machado, D.Y. Tou, M. Traill, M.T. Tran, E. Trifonova, C. Trippl, G. Tuci, A. Tully, N. Tuning, A. Ukleja, D.J. Unverzagt, E. Ursov, A. Usachov, A. Ustyuzhanin, U. Uwer, A. Vagner, V. Vagnoni, A. Valassi, G. Valenti, N. Valls Canudas, M. Van Beuzekom, M. Van Dijk, E. Van Herwijnen, C.B. Van Hulse, M. Van Veghel, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. Vazquez Sierra, S. Vecchi, J.J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Veronesi, M. Vesterinen, D. Vieira, M. Vieites Diaz, H. Viemann, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, P. Vincent, G. Vitali, A. Vollhardt, D. Vom Bruch, A. Vorobyev, V. Vorobyev, N. Voropaev, R. Waldi, J. Walsh, C. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, R. Wang, Y. Wang, Z. Wang, H.M. Wark, N.K. Watson, S.G. Weber, D. Websdale, C. Weisser, B.D.C. Westhenry, D.J. White, M. Whitehead, D. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wilkinson, I. Williams, M. Williams, M.R.J. Williams, F.F. Wilson, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, G. Wormser, S.A. Wotton, H. Wu, K. Wyllie, Z. Xiang, D. Xiao, Y. Xie, A. Xu, J. Xu, L. Xu, M. Xu, Q. Xu, Z. Xu, Z. Xu, D. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, Y. Yao, L.E. Yeomans, H. Yin, J. Yu, X. Yuan, O. Yushchenko, E. Zaffaroni, K.A. Zarebski, M. Zavertyaev, M. Zdybal, O. Zenaiev, M. Zeng, D. Zhang, L. Zhang, S. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, A. Zhelezov, Y. Zheng, X. Zhou, Y. Zhou, X. Zhu, V. Zhukov, J.B. Zonneveld, S. Zucchelli, D. Zuliani, G. Zunica. - In: PHYSICAL REVIEW LETTERS. - ISSN 0031-9007. - 127:8(2021 Aug 17), pp. 082001.1-082001.11. [10.1103/PhysRevLett.127.082001]

Observation of New Resonances Decaying to J /ψK+ and J /ψφ

D. Marangotto;A. Merli;N. Neri;E. Spadaro Norella;
2021-08-17

Abstract

The first observation of exotic states with a new quark content cc¯us¯ decaying to the J/ψK+ final state is reported with high significance from an amplitude analysis of the B+→J/ψφK+ decay. The analysis is carried out using proton-proton collision data corresponding to a total integrated luminosity of 9 fb-1 collected by the LHCb experiment at center-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV. The most significant state, Zcs(4000)+, has a mass of 4003±6-14+4 MeV, a width of 131±15±26 MeV, and spin parity JP=1+, where the quoted uncertainties are statistical and systematic, respectively. A new 1+ X(4685) state decaying to the J/ψφ final state is also observed with high significance. In addition, the four previously reported J/ψφ states are confirmed and two more exotic states, Zcs(4220)+ and X(4630), are observed with significance exceeding 5 standard deviations.
Settore FIS/01 - Fisica Sperimentale
Settore FIS/04 - Fisica Nucleare e Subnucleare
Article (author)
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
PhysRevLett.127.082001.pdf

accesso aperto

Tipologia: Publisher's version/PDF
Dimensione 907.58 kB
Formato Adobe PDF
907.58 kB Adobe PDF Visualizza/Apri
Pubblicazioni consigliate

Caricamento 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: http://hdl.handle.net/2434/866944
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? 2
  • Scopus 34
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 22
social impact