Observation of a Resonant Structure near the D s + D s - Threshold in the B + → D s + D s - K + Decay

Journal Article · 14 August 2023 · Physical Review Letters

DOI: https://doi.org/10.1103/physrevlett.131.071901 · OSTI ID:2423034

Aaij, R. ; Abdelmotteleb, A.  S. W. ; Abellan Beteta, C.; Abudinén, F. ; Ackernley, T. ; Adeva, B. ; Adinolfi, M. ; Afsharnia, H.; Agapopoulou, C. ; Aidala, C.  A. ; Aiola, S. ; Ajaltouni, Z.; Akar, S. ; Akiba, K. ; Albrecht, J. ; Alessio, F. ; Alexander, M. ; Alfonso Albero, A. ; Aliouche, Z. ; Alvarez Cartelle, P. ; Amalric, R. ; Amato, S. ; Amey, J.  L. ; Amhis, Y. ; An, L. ; Anderlini, L. ; Andersson, M. ; Andreianov, A. ; Andreotti, M. ; Andreou, D. ; Ao, D. ; Archilli, F. ; Artamonov, A. ; Artuso, M. ; Aslanides, E. ; Atzeni, M. ; Audurier, B. ; Bachmann, S. ; Bachmayer, M. ; Back, J.  J. ; Bailly-reyre, A.; Baladron Rodriguez, P. ; Balagura, V. ; Baldini, W. ; Baptista de Souza Leite, J. ; Barbetti, M. ; Barlow, R.  J. ; Barsuk, S. ; Barter, W. ; Bartolini, M. ; Baryshnikov, F. ; Basels, J.  M. ; Bassi, G. ; Batsukh, B. ; Battig, A. ; Bay, A. ; Beck, A. ; Becker, M. ; Bedeschi, F. ; Bediaga, I.  B. ; Beiter, A.; Belavin, V.; Belin, S. ; Bellee, V. ; Belous, K. ; Belov, I. ; Belyaev, I. ; 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Klaver, S. ; Kleijne, N. ; Klimaszewski, K. ; Kmiec, M.  R. ; Koliiev, S. ; Kondybayeva, A. ; Konoplyannikov, A. ; Kopciewicz, P. ; Kopecna, R.; Koppenburg, P. ; Korolev, M. ; Kostiuk, I. ; Kot, O.; Kotriakhova, S. ; Kozachuk, A. ; Kravchenko, P. ; Kravchuk, L. ; Krawczyk, R.  D. ; Kreps, M. ; Kretzschmar, S. ; Krokovny, P. ; Krupa, W. ; Krzemien, W. ; Kubat, J.; Kucewicz, W. ; Kucharczyk, M. ; Kudryavtsev, V. ; Kunde, G.  J.; Kupsc, A. ; Lacarrere, D. ; Lafferty, G. ; Lai, A. ; Lampis, A. ; Lancierini, D. ; Landesa Gomez, C. ; Lane, J.  J. ; Lane, R. ; Lanfranchi, G. ; Langenbruch, C. ; Langer, J. ; Lantwin, O. ; Latham, T. ; Lazzari, F. ; Lazzaroni, M. ; Le Gac, R. ; Lee, S.  H. ; Lefèvre, R. ; Leflat, A. ; Legotin, S. ; Lenisa, P. ; Leroy, O. ; Lesiak, T. ; Leverington, B. ; Li, A. ; Li, H. ; Li, K. ; Li, P. ; Li, P. -R. ; Li, S. ; Li, T.; Li, Y. ; Li, Z. ; Liang, X. ; Lin, C. ; Lin, T. ; Lindner, R. ; Lisovskyi, V. ; Litvinov, R. ; Liu, G. ; Liu, H. ; Liu, Q. ; Liu, S. ; Lobo Salvia, A. ; Loi, A. ; Lollini, R. ; Lomba Castro, J. ; Longstaff, I.; Lopes, J.  H. ; Lopez Huertas, A. ; López Soliño, S. ; Lovell, G.  H. ; Lu, Y. ; Lucarelli, C. ; Lucchesi, D. ; Luchuk, S. ; Lucio Martinez, M. ; Lukashenko, V. ; Luo, Y. ; Lupato, A. ; Luppi, E. ; Lusiani, A. ; Lynch, K. ; Lyu, X. -R. ; Ma, L. ; Ma, R. ; Maccolini, S. ; Machefert, F. ; Maciuc, F. ; Mackay, I. ; Macko, V. ; Mackowiak, P. ; Madhan Mohan, L.  R. ; Maevskiy, A. ; Maisuzenko, D. ; Majewski, M.  W.; Malczewski, J.  J. ; Malde, S. ; Malecki, B. ; Malinin, A. ; Maltsev, T. ; Manca, G. ; Mancinelli, G. ; Mancuso, C. ; Manuzzi, D. ; Manzari, C.  A. ; Marangotto, D. ; Maratas, J.  M. ; Marchand, J.  F. ; Marconi, U. ; Mariani, S. ; Marin Benito, C. ; Marks, J. ; Marshall, A.  M. ; Marshall, P.  J.; Martelli, G. ; Martellotti, G. ; Martinazzoli, L. ; Martinelli, M. ; Martinez Santos, D. ; Martinez Vidal, F. ; Massafferri, A. ; Materok, M. ; Matev, R. ; Mathad, A. ; Matiunin, V. ; Matteuzzi, C. ; Mattioli, K.  R. ; Mauri, A. ; Maurice, E. ; Mauricio, J. ; Mazurek, M. ; McCann, M. ; Mcconnell, L. ; McGrath, T.  H. ; McHugh, N.  T. ; McNab, A. ; McNulty, R. ; Mead, J.  V. ; Meadows, B. ; Meier, G. ; Melnychuk, D. ; Meloni, S. ; Merk, M. ; Merli, A. ; Meyer Garcia, L. ; Miao, D. ; Mikhasenko, M. ; Milanes, D.  A. ; Millard, E.; Milovanovic, M. ; Minard, M. -N.; Minotti, A. ; Miralles, T. ; Mitchell, S.  E. ; Mitreska, B. ; Mitzel, D.  S. ; Mödden, A. ; Mohammed, R.  A. ; Moise, R.  D. ; Mokhnenko, S. ; Mombächer, T. ; Monk, M. ; Monroy, I.  A. ; Monteil, S. ; Morandin, M. ; Morello, G. ; Morello, M.  J. ; Moron, J. ; Morris, A.  B. ; Morris, A.  G. ; Mountain, R. ; Mu, H. ; Muhammad, E. ; Muheim, F. ; Mulder, M. ; Müller, K. ; Murphy, C.  H. ; Murray, D. ; Murta, R. ; Muzzetto, P. ; Naik, P. ; Nakada, T. ; Nandakumar, R. ; Nanut, T. ; Nasteva, I. ; Needham, M. ; Neri, N. ; Neubert, S. ; Neufeld, N. ; Neustroev, P.; Newcombe, R.; Nicolini, J. ; Niel, E.  M. ; Nieswand, S.; Nikitin, N. ; Nolte, N.  S. ; Normand, C. ; Novoa Fernandez, J. ; Nunez, C. ; Oblakowska-Mucha, A. ; Obraztsov, V. ; Oeser, T. ; O’Hanlon, D.  P. ; Okamura, S. ; Oldeman, R. ; Oliva, F. ; Olivares, M.  E.; Onderwater, C.  J. G. ; O’Neil, R.  H. ; Otalora Goicochea, J.  M. ; Ovsiannikova, T. ; Owen, P. ; Oyanguren, A. ; Ozcelik, O. ; Padeken, K.  O. ; Pagare, B. ; Pais, P.  R. ; Pajero, T. ; Palano, A. ; Palutan, M. ; Pan, Y. ; Panshin, G. ; Paolucci, L. ; Papanestis, A. ; Pappagallo, M. ; Pappalardo, L.  L. ; Pappenheimer, C. ; Parker, W. ; Parkes, C. ; Passalacqua, B. ; Passaleva, G. ; Pastore, A. ; Patel, M. ; Patrignani, C. ; Pawley, C.  J. ; Pearce, A. ; Pellegrino, A. ; Pepe Altarelli, M. ; Perazzini, S. ; Pereima, D. ; Pereiro Castro, A. ; Perret, P. ; Petric, M.; Petridis, K. ; Petrolini, A. ; Petrov, A.; Petrucci, S. ; Petruzzo, M. ; Pham, H. ; Philippov, A. ; Piandani, R. ; Pica, L. ; Piccini, M. ; Pietrzyk, B. ; Pietrzyk, G. ; Pili, M. ; Pinci, D. ; Pisani, F. ; Pizzichemi, M. ; Placinta, V. ; Plews, J. ; Plo Casasus, M. ; Polci, F. ; Poli Lener, M. ; Poliakova, M.; Poluektov, A. ; Polukhina, N. ; Polyakov, I. ; Polycarpo, E. ; Ponce, S. ; Popov, D. ; Popov, S. ; Poslavskii, S. ; Prasanth, K. ; Promberger, L. ; Prouve, C. ; Pugatch, V. ; Puill, V. ; Punzi, G. ; Qi, H.  R. ; Qian, W. ; Qin, N. ; Qu, S. ; Quagliani, R. ; Raab, N.  V. ; Rabadan Trejo, R.  I. ; Rachwal, B. ; Rademacker, J.  H. ; Rajagopalan, R.; Rama, M. ; Ramos Pernas, M. ; Rangel, M.  S. ; Ratnikov, F. ; Raven, G. ; Rebollo De Miguel, M. ; Redi, F. ; Reich, J. ; Reiss, F. ; Remon Alepuz, C.; Ren, Z. ; Renaudin, V. ; Resmi, P.  K. ; Ribatti, R. ; Ricci, A.  M. ; Ricciardi, S. ; Richardson, K. ; Richardson-Slipper, M. ; Rinnert, K. ; Robbe, P. ; Robertson, G. ; Rodrigues, A.  B. ; Rodrigues, E. ; Rodriguez Fernandez, E. ; Rodriguez Lopez, J.  A. ; Rodriguez Rodriguez, E. ; Rollings, A. ; Roloff, P. ; Romanovskiy, V. ; Romero Lamas, M. ; Romero Vidal, A. ; Roth, J.  D.; Rotondo, M. ; Rudolph, M.  S. ; Ruf, T. ; Ruiz Fernandez, R.  A. ; Ruiz Vidal, J.; Ryzhikov, A. ; Ryzka, J. ; Saborido Silva, J.  J. ; Sagidova, N. ; Sahoo, N. ; Saitta, B. ; Salomoni, M. ; Sanchez Gras, C. ; Sanderswood, I. ; Santacesaria, R. ; Santamarina Rios, C. ; Santimaria, M. ; Santovetti, E. ; Saranin, D. ; Sarpis, G. ; Sarpis, M. ; Sarti, A. ; Satriano, C. ; Satta, A. ; Saur, M. ; Savrina, D. ; Sazak, H. ; Scantlebury Smead, L.  G. ; Scarabotto, A. ; Schael, S. ; Scherl, S. ; Schiller, M. ; Schindler, H. ; Schmelling, M. ; Schmidt, B. ; Schmitt, S. ; Schneider, O. ; Schopper, A. ; Schubiger, M. ; Schulte, S. ; Schune, M.  H. ; Schwemmer, R. ; Sciascia, B. ; Sciuccati, A. ; Sellam, S. ; Semennikov, A. ; Senghi Soares, M. ; Sergi, A. ; Serra, N. ; Sestini, L. ; Seuthe, A. ; Shang, Y. ; Shangase, D.  M. ; Shapkin, M. ; Shchemerov, I. ; Shchutska, L. ; Shears, T. ; Shekhtman, L. ; Shen, Z. ; Sheng, S. ; Shevchenko, V. ; Shi, B. ; Shields, E.  B. ; Shimizu, Y. ; Shmanin, E. ; Shupperd, J.  D. ; Siddi, B.  G. ; Silva Coutinho, R. ; Simi, G. ; Simone, S. ; Singla, M. ; Skidmore, N. ; Skuza, R. ; Skwarnicki, T. ; Slater, M.  W. ; Smallwood, J.  C. ; Smeaton, J.  G. ; Smith, E. ; Smith, K. ; Smith, M. ; Snoch, A. ; Soares Lavra, L. ; Sokoloff, M.  D. ; Soler, F.  J. P. ; Solomin, A. ; Solovev, A. ; Solovyev, I. ; Song, R. ; Souza De Almeida, F.  L. ; Souza De Paula, B. ; Spaan, B.; Spadaro Norella, E. ; Spiridenkov, E.; Spradlin, P. ; Sriskaran, V. ; Stagni, F. ; Stahl, M. ; Stahl, S. ; Stanislaus, S. ; Stein, E.  N. ; Steinkamp, O. ; Stenyakin, O.; Stevens, H. ; Stone, S. ; Strekalina, D. ; Suljik, F. ; Sun, J. ; Sun, L. ; Sun, Y. ; Svihra, P. ; Swallow, P.  N. ; Swientek, K. ; Szabelski, A. ; Szumlak, T. ; Szymanski, M. ; Tan, Y. ; Taneja, S. ; Tanner, A.  R.; Tat, M.  D. ; Terentev, A. ; Teubert, F. ; Thomas, E. ; Thompson, D.  J. D. ; Thomson, K.  A. ; Tilquin, H. ; Tisserand, V. ; T’Jampens, S. ; Tobin, M. ; Tomassetti, L. ; Tonani, G. ; Tong, X. ; Torres Machado, D. ; Tou, D.  Y. ; Trifonova, E.; Trilov, S.  M. ; Trippl, C. ; Tuci, G. ; Tully, A. ; Tuning, N. ; Ukleja, A. ; Unverzagt, D.  J. ; Ursov, E. ; Usachov, A. ; Ustyuzhanin, A. ; Uwer, U. ; Vagner, A.; Vagnoni, V. ; Valassi, A. ; Valenti, G. ; Valls Canudas, N. ; van Beuzekom, M. ; Van Dijk, M. ; Van Hecke, H. ; van Herwijnen, E. ; Van Hulse, C.  B. ; van Veghel, M. ; Vazquez Gomez, R. ; Vazquez Regueiro, P. ; Vázquez Sierra, C. ; Vecchi, S. ; Velthuis, J.  J. ; Veltri, M. ; Venkateswaran, A. ; Veronesi, M. ; Vesterinen, M. ; Vieira, D. ; Vieites Diaz, M. ; Vilasis-Cardona, X. ; Vilella Figueras, E. ; Villa, A. ; Vincent, P. ; Volle, F.  C. ; vom Bruch, D. ; Vorobyev, A.; Vorobyev, V.; Voropaev, N. ; Vos, K. ; Vrahas, C. ; Waldi, R. ; Walsh, J. ; Wan, G. ; Wang, C. ; Wang, J. ; Wang, J. ; Wang, J. ; Wang, J. ; Wang, M. ; Wang, R. ; Wang, X. ; Wang, Y. ; Wang, Z. ; Wang, Z. ; Wang, Z. ; Ward, J.  A. ; Watson, N.  K. ; Websdale, D. ; Wei, Y. ; Weisser, C.; Westhenry, B.  D. C. ; White, D.  J. ; Whitehead, M. ; Wiederhold, A.  R. ; Wiedner, D. ; Wilkinson, G. ; Wilkinson, M.  K. ; Williams, I.; Williams, M. ; Williams, M.  R. J. ; Williams, R. ; Wilson, F.  F. ; Wislicki, W. ; Witek, M. ; Witola, L. ; Wong, C.  P. ; Wormser, G. ; Wotton, S.  A. ; Wu, H. ; Wyllie, K. ; Xiang, Z. ; Xiao, D. ; Xie, Y. ; Xu, A. ; Xu, J. ; Xu, L. ; Xu, L. ; Xu, M. ; Xu, Q.; Xu, Z. ; Xu, Z. ; Yang, D. ; Yang, S. ; Yang, Y. ; Yang, Z. ; Yang, Z. ; Yeomans, L.  E. ; Yeroshenko, V. ; Yeung, H. ; Yin, H. ; Yu, J. ; Yuan, X. ; Zaffaroni, E. ; Zavertyaev, M. ; Zdybal, M. ; Zenaiev, O. ; Zeng, M. ; Zhang, C. ; Zhang, D. ; Zhang, L. ; Zhang, S. ; Zhang, S. ; Zhang, Y. ; Zhang, Y.; Zharkova, A. ; Zhelezov, A. ; Zheng, Y. ; Zhou, T. ; Zhou, X. ; Zhou, Y. ; Zhovkovska, V. ; Zhu, X. ; Zhu, X. ; Zhu, Z. ; Zhukov, V. ; Zou, Q. ; Zucchelli, S. ; Zuliani, D. ; Zunica, G.

An amplitude analysis of the B⁺ → $$D^{+}_{s}$$ $$D^{-}_{s}$$ ⁢K⁺ decay is carried out to study for the first time its intermediate resonant contributions, using proton-proton collision data collected with the LHCb detector at center-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV. A near-threshold peaking structure, referred to as X⁡(3960), is observed in the $$D^{+}_{s}$$ $$D^{-}_{s}$$ invariant-mass spectrum with significance greater than 12 standard deviations. The mass, width, and the quantum numbers of the structure are measured to be 3956 ± 5 ± 10 MeV, 43 ± 13 ± 8 MeV, and J^P⁢C = 0⁺⁺, respectively, where the first uncertainties are statistical and the second systematic. The properties of the new structure are consistent with recent theoretical predictions for a state composed of c$$\overline{c}$$s$$\overline{s}$$ quarks. Evidence for an additional structure is found around 4140 MeV in the $$D^{+}_{s}$$ $$D^{-}_{s}$$ invariant mass, which might be caused either by a new resonance with the 0⁺⁺ assignment or by a J/ψ⁢Φ ↔ $$D^{+}_{s}$$ $$D^{-}_{s}$$ coupled-channel effect.

• Research Organization: Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), Berkeley, CA (United States). National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC)
• Sponsoring Organization: USDOE
• Contributing Organization: LHCb Collaboration
• Grant/Contract Number: AC02-05CH11231
• OSTI ID: 2423034
• Journal Information: Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Journal Issue: 7 Vol. 131; ISSN 0031-9007
• Publisher: American Physical Society (APS)Copyright Statement
• Country of Publication: United States
• Language: English