Skip to search
Skip to main content
Back to Search
Start Over
Study of the $\psi_2(3823)$ and $\chi_{c1}(3872)$ states in $B^+ \rightarrow \left( J\psi\pi^+\pi^-\right)K^+$ decays
Authors :
LHCb collaboration Aaij, R. Beteta, C. Abellán Ackernley, T. Adeva, B. Adinolfi, M. Afsharnia, H. Aidala, C. A. Aiola, S. Ajaltouni, Z. Akar, S. Albrecht, J. Alessio, F. Alexander, M. Albero, A. Alfonso Aliouche, Z. Alkhazov, G. Cartelle, P. Alvarez Alves Jr, A. A. Amato, S. Amhis, Y. An, L. Anderlini, L. Andreassi, G. Andreianov, A. Andreotti, M. Archilli, F. Artamonov, A. Artuso, M. Arzymatov, K. Aslanides, E. Atzeni, M. Audurier, B. Bachmann, S. Bachmayer, M. Back, J. J. Baker, S. Rodriguez, P. Baladron Balagura, V. Baldini, W. Leite, J. Baptista Barlow, R. J. Barsuk, S. Barter, W. Bartolini, M. Baryshnikov, F. Basels, J. M. Bassi, G. Batozskaya, V. Batsukh, B. Battig, A. Bay, A. Becker, M. Bedeschi, F. Bediaga, I. Beiter, A. Belavin, V. Belin, S. Bellee, V. Belous, K. Belyaev, I. Bencivenni, G. Ben-Haim, E. Berezhnoy, A. Bernet, R. Berninghoff, D. Bernstein, H. C. Bertella, C. Bertholet, E. Bertolin, A. Betancourt, C. Betti, F. Bettler, M. O. Bezshyiko, Ia. Bhasin, S. Bhom, J. Bian, L. Bieker, M. S. Bifani, S. Billoir, P. Bishop, F. C. R. Bizzeti, A. Bjørn, M. Blago, M. P. Blake, T. Blanc, F. Blusk, S. Bobulska, D. Bocci, V. Boelhauve, J. A. Garcia, O. Boente Boettcher, T. Boldyrev, A. Bondar, A. Bondar, N. Borghi, S. Borisyak, M. Borsato, M. Borsuk, J. T. Bouchiba, S. A. Bowcock, T. J. V. Boyer, A. Bozzi, C. Bradley, M. J. Braun, S. Rodriguez, A. Brea Brodski, M. Brodzicka, J. Gonzalo, A. Brossa Brundu, D. Buchanan, E. Buonaura, A. Burr, C. Bursche, A. Butkevich, A. Butter, J. S. Buytaert, J. Byczynski, W. Cadeddu, S. Cai, H. Calabrese, R. Diaz, L. Calero Cali, S. Calladine, R. Calvi, M. Gomez, M. Calvo Magalhaes, P. Camargo Camboni, A. Campana, P. Perez, D. H. Campora Quezada, A. F. Campoverde Capelli, S. Capriotti, L. Carbone, A. Carboni, G. Cardinale, R. Cardini, A. Carli, I. Carniti, P. Akiba, K. Carvalho Vidal, A. Casais Casse, G. Cattaneo, M. Cavallero, G. Celani, S. Cenci, R. Cerasoli, J. Chadwick, A. J. Chapman, M. G. Charles, M. Charpentier, Ph. Chatzikonstantinidis, G. Chefdeville, M. Chen, C. Chen, S. Chernov, A. Chitic, S. -G. Chobanova, V. Cholak, S. Chrzaszcz, M. Chubykin, A. Chulikov, V. Ciambrone, P. Cicala, M. F. Vidal, X. Cid Ciezarek, G. Cindolo, F. Clarke, P. E. L. Clemencic, M. Cliff, H. V. Closier, J. Cobbledick, J. L. Coco, V. Coelho, J. A. B. Cogan, J. Cogneras, E. Cojocariu, L. Collins, P. Colombo, T. Contu, A. Cooke, N. Coombs, G. Coquereau, S. Corti, G. Sobral, C. M. Costa Couturier, B. Craik, D. C. Crkovská, J. Torres, M. Cruz Currie, R. Da Silva, C. L. Dall'Occo, E. Dalseno, J. D'Ambrosio, C. Danilina, A. d'Argent, P. Davis, A. Francisco, O. De Aguiar De Bruyn, K. De Capua, S. De Cian, M. De Miranda, J. M. De Paula, L. De Serio, M. De Simone, D. De Simone, P. de Vries, J. A. Dean, C. T. Dean, W. Decamp, D. Del Buono, L. Delaney, B. Dembinski, H. -P. Dendek, A. Denysenko, V. Derkach, D. Deschamps, O. Desse, F. Dettori, F. Dey, B. Di Canto, A. Di Nezza, P. Didenko, S. Dijkstra, H. Dobishuk, V. Donohoe, A. M. Dordei, F. Dorigo, M. Reis, A. C. dos Douglas, L. Dovbnya, A. Downes, A. G. Dreimanis, K. Dudek, M. W. Dufour, L. Durante, P. Durham, J. M. Dutta, D. Dziewiecki, M. Dziurda, A. Dzyuba, A. Easo, S. Egede, U. Egorychev, V. Eidelman, S. Eisenhardt, S. Ek-In, S. Eklund, L. Ely, S. Ene, A. Epple, E. Escher, S. Eschle, J. Esen, S. Evans, T. Falabella, A. Fan, J. Fan, Y. Fang, B. Farley, N. Farry, S. Fazzini, D. Fedin, P. Féo, M. Declara, P. Fernandez Prieto, A. Fernandez Ferrari, F. Lopes, L. Ferreira Rodrigues, F. Ferreira Sole, S. Ferreres Ferrillo, M. Ferro-Luzzi, M. Filippov, S. Fini, R. A. Fiorini, M. Firlej, M. Fischer, K. M. Fitzpatrick, C. Fiutowski, T. Fleuret, F. Fontana, M. Fontanelli, F. Forty, R. Lima, V. Franco Sevilla, M. Franco Frank, M. Franzoso, E. Frau, G. Frei, C. Friday, D. A. Fu, J. Fuehring, Q. Funk, W. Gabriel, E. Gaintseva, T. Torreira, A. Gallas Galli, D. Gallorini, S. Gambetta, S. Gan, Y. Gandelman, M. Gandini, P. Gao, Y. Garau, M. Martin, L. M. Garcia Moreno, P. Garcia Pardiñas, J. García Plana, B. Garcia Rosales, F. A. Garcia Garrido, L. Gascon, D. Gaspar, C. Geertsema, R. E. Gerick, D. Gersabeck, E. Gersabeck, M. Gershon, T. Gerstel, D. Ghez, Ph. Gibson, V. Gioventù, A. Gironell, P. Gironella Giubega, L. Giugliano, C. Gizdov, K. Gligorov, V. V. Göbel, C. Golobardes, E. Golubkov, D. Golutvin, A. Gomes, A. Goncerz, M. Gorbounov, P. Gorelov, I. V. Gotti, C. Govorkova, E. Grabowski, J. P. Diaz, R. Graciani Grammatico, T. Cardoso, L. A. Granado Graugés, E. Graverini, E. Graziani, G. Grecu, A. Greeven, L. M. Griffith, P. Grillo, L. Gruber, L. Cazon, B. R. Gruberg Gu, C. Guarise, M. Günther, P. A. Gushchin, E. Guth, A. Guz, Yu. Gys, T. Hadavizadeh, T. Haefeli, G. Haen, C. Haines, S. C. Hamilton, P. M. Han, Q. Han, X. Hancock, T. H. Hansmann-Menzemer, S. Harnew, N. Harrison, T. Hart, R. Hasse, C. Hatch, M. He, J. Hecker, M. Heijhoff, K. Heinicke, K. Hennequin, A. M. Hennessy, K. Henry, L. Heuel, J. Hicheur, A. Hill, D. Hilton, M. Hollitt, S. E. Hopchev, P. H. Hu, J. Hu, W. Huang, W. Hulsbergen, W. Humair, T. Hunter, R. J. Hushchyn, M. Hutchcroft, D. Hynds, D. Ibis, P. Idzik, M. Ilin, D. Ilten, P. Inglessi, A. Ivshin, K. Jacobsson, R. Jakobsen, S. Jans, E. Jashal, B. K. Jawahery, A. Jevtic, V. Jiang, F. John, M. Johnson, D. Jones, C. R. Jones, T. P. Jost, B. Jurik, N. Kandybei, S. Kang, Y. Karacson, M. Kariuki, J. M. Kazeev, N. Kecke, M. Keizer, F. Kelsey, M. Kenzie, M. Ketel, T. Khanji, B. Kharisova, A. Kim, K. E. Kirn, T. Kirsebom, V. S. Kitouni, O. Klaver, S. Klimaszewski, K. Koliiev, S. Kondybayeva, A. Konoplyannikov, A. Kopciewicz, P. Kopecna, R. Koppenburg, P. Korolev, M. Kostiuk, I. Kot, O. Kotriakhova, S. Kravchenko, P. Kravchuk, L. Krawczyk, R. D. Kreps, M. Kress, F. Kretzschmar, S. Krokovny, P. Krupa, W. Krzemien, W. Kucewicz, W. Kucharczyk, M. Kudryavtsev, V. Kuindersma, H. S. Kunde, G. J. Kvaratskheliya, T. Lacarrere, D. Lafferty, G. Lai, A. Lampis, A. Lancierini, D. Lane, J. J. Lane, R. Lanfranchi, G. Langenbruch, C. Lantwin, O. Latham, T. Lazzari, F. Gac, R. Le Lee, S. H. Lefèvre, R. Leflat, A. Leroy, O. Lesiak, T. Leverington, B. Li, H. Li, L. Li, P. Li, X. Li, Y. Li, Z. Liang, X. Lin, T. Lindner, R. Lisovskyi, V. Litvinov, R. Liu, G. Liu, H. Liu, S. Liu, X. Loi, A. Castro, J. Lomba Longstaff, I. Lopes, J. H. Loustau, G. Lovell, G. H. Lu, Y. Lucchesi, D. Luchuk, S. Martinez, M. Lucio Lukashenko, V. Luo, Y. Lupato, A. Luppi, E. Lupton, O. Lusiani, A. Lyu, X. Ma, L. Maccolini, S. Machefert, F. Maciuc, F. Macko, V. Mackowiak, P. Maddrell-Mander, S. Mohan, L. R. Madhan Maev, O. Maevskiy, A. Maisuzenko, D. Majewski, M. W. Malde, S. Malecki, B. Malinin, A. Maltsev, T. Malygina, H. Manca, G. Mancinelli, G. Escalero, R. Manera Manuzzi, D. Marangotto, D. Maratas, J. Marchand, J. F. Marconi, U. Mariani, S. Benito, C. Marin Marinangeli, M. Marino, P. Marks, J. Marshall, P. J. Martellotti, G. Martinazzoli, L. Martinelli, M. Santos, D. Martinez Vidal, F. Martinez Massafferri, A. Materok, M. Matev, R. Mathad, A. Mathe, Z. Matiunin, V. Matteuzzi, C. Mattioli, K. R. Mauri, A. Maurice, E. Mazurek, M. McCann, M. Mcconnell, L. Mcgrath, T. H. McNab, A. McNulty, R. Mead, J. V. Meadows, B. Meaux, C. Meier, G. Meinert, N. Melnychuk, D. Meloni, S. Merk, M. Merli, A. Garcia, L. Meyer Mikhasenko, M. Milanes, D. A. Millard, E. Minard, M. -N. Mineev, O. Minzoni, L. Mitchell, S. E. Mitreska, B. Mitzel, D. S. Mödden, A. Mohammed, R. A. Moise, R. D. Mombächer, T. Monroy, I. A. Monteil, S. Morandin, M. Morello, G. Morello, M. J. Moron, J. Morris, A. B. Morris, A. G. Mountain, R. Mu, H. Muheim, F. Mukherjee, M. Mulder, M. Müller, D. Müller, K. Murphy, C. H. Murray, D. Muzzetto, P. Naik, P. Nakada, T. Nandakumar, R. Nanut, T. Nasteva, I. Needham, M. Neri, I. Neri, N. Neubert, S. Neufeld, N. Newcombe, R. Nguyen, T. D. Nguyen-Mau, C. Niel, E. M. Nieswand, S. Nikitin, N. Nolte, N. S. Nunez, C. Oblakowska-Mucha, A. Obraztsov, V. Ogilvy, S. O'Hanlon, D. P. Oldeman, R. Onderwater, C. J. G. Osborn, J. D. Ossowska, A. Goicochea, J. M. Otalora Ovsiannikova, T. Owen, P. Oyanguren, A. Pagare, B. Pais, P. R. Pajero, T. Palano, A. Palutan, M. Pan, Y. Panshin, G. Papanestis, A. Pappagallo, M. Pappalardo, L. L. Pappenheimer, C. Parker, W. Parkes, C. Parkinson, C. J. Passaleva, G. Pastore, A. Patel, M. Patrignani, C. Pearce, A. Pellegrino, A. Altarelli, M. Pepe Perazzini, S. Pereima, D. Perret, P. Petridis, K. Petrolini, A. Petrov, A. Petrucci, S. Petruzzo, M. Philippov, A. Pica, L. Pietrzyk, B. Pietrzyk, G. Pili, M. Pinci, D. Pinzino, J. Pisani, F. Piucci, A. Placinta, V. Playfer, S. Plews, J. Casasus, M. Plo Polci, F. Lener, M. Poli Poliakova, M. Poluektov, A. Polukhina, N. Polyakov, I. Polycarpo, E. Pomery, G. J. Ponce, S. Popov, A. Popov, D. Popov, S. Poslavskii, S. Prasanth, K. Promberger, L. Prouve, C. Pugatch, V. Navarro, A. Puig Pullen, H. Punzi, G. Qian, W. Qin, J. Quagliani, R. Quintana, B. Raab, N. V. Trejo, R. I. Rabadan Rachwal, B. Rademacker, J. H. Rama, M. Pernas, M. Ramos Rangel, M. S. Ratnikov, F. Raven, G. Reboud, M. Redi, F. Reiss, F. Alepuz, C. Remon Ren, Z. Renaudin, V. Ribatti, R. Ricciardi, S. Richards, D. S. Rinnert, K. Robbe, P. Robert, A. Robertson, G. Rodrigues, A. B. Rodrigues, E. Lopez, J. A. Rodriguez Roehrken, M. Rollings, A. Romanovskiy, V. Lamas, M. Romero Vidal, A. Romero Roth, J. D. Rotondo, M. Rudolph, M. S. Ruf, T. Vidal, J. Ruiz Ryzhikov, A. Ryzka, J. Silva, J. J. Saborido Sagidova, N. Sahoo, N. Saitta, B. Gras, C. Sanchez Mayordomo, C. Sanchez Santacesaria, R. Rios, C. Santamarina Santimaria, M. Santovetti, E. Sarpis, G. Sarpis, M. Sarti, A. Satriano, C. Satta, A. Saur, M. Savrina, D. Sazak, H. Smead, L. G. Scantlebury Schael, S. Schellenberg, M. Schiller, M. Schindler, H. Schmelling, M. Schmelzer, T. Schmidt, B. Schneider, O. Schopper, A. Schreiner, H. F. Schubiger, M. Schulte, S. Schune, M. H. Schwemmer, R. Sciascia, B. Sciubba, A. Sellam, S. Semennikov, A. Sergi, A. Serra, N. Serrano, J. Sestini, L. Seuthe, A. Seyfert, P. Shangase, D. M. Shapkin, M. Shchutska, L. Shears, T. Shekhtman, L. Shevchenko, V. Shields, E. B. Shmanin, E. Shupperd, J. D. Siddi, B. G. Coutinho, R. Silva de Oliveira, L. Silva Simi, G. Simone, S. Skiba, I. Skidmore, N. Skwarnicki, T. Slater, M. W. Smallwood, J. C. Smeaton, J. G. Smetkina, A. Smith, E. Smith, M. Snoch, A. Soares, M. Lavra, L. Soares Sokoloff, M. D. Soler, F. J. P. Solovev, A. Solovyev, I. De Almeida, F. L. Souza De Paula, B. Souza Spaan, B. Norella, E. Spadaro Spradlin, P. Stagni, F. Stahl, M. Stahl, S. Stefko, P. Steinkamp, O. Stemmle, S. Stenyakin, O. Stevens, H. Stone, S. Stracka, S. Stramaglia, M. E. Straticiuc, M. Strekalina, D. Strokov, S. Suljik, F. Sun, J. Sun, L. Sun, Y. Svihra, P. Swallow, P. N. Swientek, K. Szabelski, A. Szumlak, T. Szymanski, M. Taneja, S. Tang, Z. Tekampe, T. Teubert, F. Thomas, E. Thomson, K. A. Tilley, M. J. Tisserand, V. T'Jampens, S. Tobin, M. Tolk, S. Tomassetti, L. Machado, D. Torres Tou, D. Y. Traill, M. Tran, M. T. Trifonova, E. Trippl, C. Tsaregorodtsev, A. Tuci, G. Tully, A. Tuning, N. Ukleja, A. Unverzagt, D. J. Usachov, A. Ustyuzhanin, A. Uwer, U. Vagner, A. Vagnoni, V. Valassi, A. Valenti, G. van Beuzekom, M. Van Hecke, H. van Herwijnen, E. Van Hulse, C. B. van Veghel, M. Gomez, R. Vazquez Regueiro, P. Vazquez Sierra, C. Vázquez Vecchi, S. Velthuis, J. J. Veltri, M. Venkateswaran, A. Veronesi, M. Vesterinen, M. Vieira, D. Diaz, M. Vieites Viemann, H. Vilasis-Cardona, X. Figueras, E. Vilella Vincent, P. Vitali, G. Vitkovskiy, A. Vollhardt, A. Bruch, D. Vom Vorobyev, A. Vorobyev, V. Voropaev, N. Waldi, R. Walsh, J. Wang, J. Wang, M. Wang, R. Wang, Y. Wang, Z. Ward, D. R. Wark, H. M. Watson, N. K. Weber, S. G. Websdale, D. Weisser, C. Westhenry, B. D. C. White, D. J. Whitehead, M. Wiedner, D. Wilkinson, G. Wilkinson, M. Williams, I. Williams, M. Williams, M. R. J. Wilson, F. F. Wislicki, W. Witek, M. Witola, L. Wormser, G. Wotton, S. A. Wu, H. Wyllie, K. Xiang, Z. Xiao, D. Xie, Y. Xing, H. Xu, A. Xu, J. Xu, L. Xu, M. Xu, Q. Xu, Z. Yang, D. Yang, Y. Yang, Z. Yao, Y. Yeomans, L. E. Yin, H. Yu, J. Yuan, X. Yushchenko, O. Zarebski, K. A. Zavertyaev, M. Zdybal, M. Zenaiev, O. Zeng, M. Zhang, D. Zhang, L. Zhang, S. Zhang, Y. Zhelezov, A. Zheng, Y. Zhou, X. Zhou, Y. Zhu, X. Zhukov, V. Zonneveld, J. B. Zucchelli, S. Zuliani, D. Zunica, G.
Source :
JHEP 08 (2020) 123
Publication Year :
2020
Abstract
The decays $B^+\rightarrow J/\psi \pi^+ \pi^- K^+$ are studied using a data set corresponding to an integrated luminosity of 9fb$^{-1}$ collected with the LHCb detector in proton-proton collisions between 2011 and 2018. Precise measurements of the ratios of branching fractions with the intermediate $\psi_2(3823)$, $\chi_{c1}(3872)$ and $\psi(2S)$ states are reported. The decay of $B^+\rightarrow \psi_2(3823)K^+$ with $\psi_2(3823)\rightarrow J\psi\pi^+\pi^-$ is observed for the first time with a significance of 5.1 standard deviations. The mass differences between the $\psi_2(3823)$, $\chi_{c1}(3872)$ and $\psi(2S)$ states are measured to be $$ \begin{array}{rcl} m_{\chi_{c1(3872)}} - m_{\psi_2(3823)} &= & 47.50 \pm 0.53 \pm 0.13\,\mathrm{MeV/}c^2\,, \\ m_{\psi_2(3823)} - m_{\psi(2S)} &= & 137.98 \pm 0.53 \pm 0.14\,\mathrm{MeV/}c^2\,, \\ m_{\chi_{c1}(3872)} - m_{\psi(2S)} &= & 185.49 \pm 0.06 \pm 0.03\,\mathrm{MeV/}c^2\,, \end{array} $$ resulting in the most precise determination of the $\chi_{c1}(3782)$ mass. The width of the $\psi_2(3823)$ state is found to be below 5.2MeV at 90\% confidence level. The Breit-Wigner width of the $\chi_{c1}(3872)$ state is measured to be $$ \Gamma^{\mathrm{BW}}_{\chi_{c1}(3872)} = 0.96^{+0.19}_{-0.18}\pm0.21 \mathrm{MeV},$$ which is inconsistent with zero by 5.5 standard deviations.<br />Comment: 26 pages, 3 figures. All figures and tables, along with any supplementary material and additional information, are available at https://cern.ch/lhcbproject/Publications/p/LHCb-PAPER-2020-009.html (LHCb public pages). arXiv admin note: text overlap with arXiv:2011.01867
Details
Database :
arXiv
Journal :
JHEP 08 (2020) 123
Publication Type :
Report
Accession number :
edsarx.2005.13422
Document Type :
Working Paper
Full Text :
https://doi.org/10.1007/JHEP08(2020)123