Near-threshold D D ¯ $$ \mathrm{D}\overline{\mathrm{D}} $$ spectroscopy and observation of a new charmonium state
Aaij R.,Abellán Beteta C.,Adeva B.,Adinolfi M.,Aidala C. A.,Ajaltouni Z.,Akar S.,Albicocco P.,Albrecht J.,Alessio F.,Alexander M.,Alfonso Albero A.,Alkhazov G.,Alvarez Cartelle P.,Alves A. A.,Amato S.,Amhis Y.,An L.,Anderlini L.,Andreassi G.,Andreotti M.,Andrews J. E.,Archilli F.,Arnau Romeu J.,Artamonov A.,Artuso M.,Arzymatov K.,Aslanides E.,Atzeni M.,Audurier B.,Bachmann S.,Back J. J.,Baker S.,Laboratoire Leprince-Ringuet,European Organization for Nuclear Research (CERN),Baranov A.,Barlow R. J.,Barsuk S.,Barter W.,Bartolini M.,Baryshnikov F.,Batozskaya V.,Batsukh B.,Battig A.,Battista V.,Bay A.,Bedeschi F.,Bediaga I.,Beiter A.,Bel L. J.,Belin S.,Beliy N.,Bellee V.,Università di Milano Bicocca,Belous K.,Belyaev I.,Bencivenni G.,Ben-Haim E.,Benson S.,Beranek S.,Berezhnoy A.,Bernet R.,Berninghoff D.,Bertholet E.,Bertolin A.,Betancourt C.,Università di Bologna,Bettler M. O.,Bezshyiko Ia.,Bhasin S.,Bhom J.,Bieker M. S.,Bifani S.,Billoir P.,Birnkraut A.,Università di Modena e Reggio Emilia,Bjørn M.,Blago M. P.,Blake T.,Blanc F.,Blusk S.,Bobulska D.,Bocci V.,Boente Garcia O.,Boettcher T.,Novosibirsk State University,Bondar N.,European Organization for Nuclear Research (CERN),Borisyak M.,Borsato M.,Boubdir M.,Bowcock T. J. V.,European Organization for Nuclear Research (CERN),Braun S.,Brodski M.,Brodzicka J.,Brossa Gonzalo A.,European Organization for Nuclear Research (CERN),Buchanan E.,Buonaura A.,Burr C.,Bursche A.,Buytaert J.,Byczynski W.,Cadeddu S.,Cai H.,Università di Ferrara,Cali S.,Calladine R.,Università di Milano Bicocca,LIFAELS, La Salle, Universitat Ramon Llull,LIFAELS, La Salle, Universitat Ramon Llull,Campana P.,Campora Perez D. H.,Università di Bologna,Università di Bologna,Carboni G.,Cardinale R., Cardini A.,Università di Milano Bicocca,Carvalho Akiba K.,Casse G.,Cattaneo M.,Cavallero G.,Università di Pisa,Chapman M. 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C.,Dosil Suárez A.,Douglas L.,Dovbnya A.,Dreimanis K.,Dufour L.,Dujany G.,Durante P.,Durham J. M.,Dutta D.,Dzhelyadin R.,Dziewiecki M.,Dziurda A.,Dzyuba A.,Easo S.,Egede U.,Egorychev V.,Novosibirsk State University,Eisenhardt S.,Eitschberger U.,Ekelhof R.,Eklund L.,Ely S.,Ene A.,Escher S.,Esen S.,Evans T.,Falabella A.,Färber C.,Farley N.,Farry S.,Università di Milano Bicocca,Féo M.,Fernandez Declara P.,Fernandez Prieto A.,Università di Bologna,Ferreira Lopes L.,Ferreira Rodrigues F.,Ferreres Sole S.,Ferro-Luzzi M.,Filippov S.,Fini R. A.,Università di Ferrara,Firlej M.,Fitzpatrick C.,Fiutowski T.,Laboratoire Leprince-Ringuet,Fontana M.,Università di Genova,Forty R.,Franco Lima V.,Frank M.,Frei C.,Università degli Studi di Milano,Funk W.,Gabriel E.,Gallas Torreira A.,Università di Bologna,Gallorini S.,Gambetta S.,Gan Y.,Gandelman M.,Gandini P.,Gao Y.,Garcia Martin L. M.,García Pardiñas J.,Garcia Plana B.,Garra Tico J.,Garrido L.,Gascon D.,Gaspar C.,Gazzoni G.,Gerick D.,Gersabeck E.,Gersabeck M.,Gershon T.,Gerstel D.,Ghez Ph.,Gibson V.,Girard O. G.,Gironella Gironell P.,Giubega L.,Gizdov K.,Gligorov V. V.,Göbel C.,Golubkov D.,National University of Science and Technology “MISIS”,Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM),Gorelov I. V.,Università di Milano Bicocca, Govorkova E.,Grabowski J. P.,Graciani Diaz R.,Granado Cardoso L. A.,Graugés E.,Graverini E.,Graziani G.,Grecu A.,Greim R.,Griffith P.,Grillo L.,Gruber L.,Gruberg Cazon B. R.,Gu C.,Gushchin E.,Guth A.,European Organization for Nuclear Research (CERN),Gys T.,Hadavizadeh T.,Hadjivasiliou C.,Haefeli G.,Haen C.,Haines S. C.,Hamilton B.,Han Q.,Han X.,Hancock T. H.,Hansmann-Menzemer S.,Harnew N.,Harrison T.,Hasse C.,Hatch M.,He J.,Hecker M.,Heinicke K.,Heister A.,Hennessy K.,Henry L.,Heß M.,Heuel J.,Hicheur A.,Hidalgo Charman R.,Hill D.,Hilton M.,Hopchev P. H.,Hu J.,Hu W.,Huang W.,Huard Z. C.,Hulsbergen W.,Humair T.,Hushchyn M.,Hutchcroft D.,Hynds D.,Ibis P.,Idzik M.,Ilten P.,Inglessi A.,Inyakin A.,Ivshin K.,Jacobsson R.,Jakobsen S.,Jalocha J.,Jans E.,Jashal B. K.,Jawahery A.,Jiang F.,John M.,Johnson D.,Jones C. R.,Joram C.,Jost B.,Jurik N.,Kandybei S.,Karacson M.,Kariuki J. M.,Karodia S.,Kazeev N.,Kecke M.,Keizer F.,Kelsey M.,Kenzie M.,Ketel T.,Khanji B.,Kharisova A.,Khurewathanakul C., Kim K. E.,Kirn T.,Kirsebom V. S.,Klaver S.,Klimaszewski K.,Koliiev S.,Kolpin M.,Kopecna R.,Koppenburg P.,Institute for Nuclear Research of the National Academy of Sciences (KINR),Kotriakhova S.,Kozeiha M.,Kravchuk L.,Kreps M.,Kress F.,Kretzschmar S.,Novosibirsk State University,Krupa W.,Krzemien W.,AGH - University of Science and Technology, Faculty of Computer Science, Electronics and Telecommunications,Kucharczyk M.,Novosibirsk State University,Kunde G. J.,Kuonen A. K.,Kvaratskheliya T.,Lacarrere D.,Lafferty G.,Lai A.,Lancierini D.,Lanfranchi G.,Langenbruch C.,Latham T.,Lazzeroni C.,Le Gac R.,Lefèvre R.,Leflat A.,Lemaitre F.,Leroy O.,Lesiak T.,Leverington B.,Li H.,Lanzhou University,Li X.,Li Y.,Li Z.,Liang X.,Likhomanenko T.,Lindner R.,Lionetto F.,Lisovskyi V.,Liu G.,Liu X.,Loh D.,Loi A.,Longstaff I.,Lopes J. H., Loustau G.,Lovell G. H.,Università di Padova,Lucio Martinez M.,Luo Y.,Lupato A.,Università di Ferrara,Lupton O.,Lusiani A.,Lyu X.,Machefert F.,Maciuc F.,Macko V., Mackowiak P.,Maddrell-Mander S.,European Organization for Nuclear Research (CERN),Maguire K.,Maisuzenko D.,Majewski M. W.,Malde S.,Malecki B.,Malinin A.,Novosibirsk State University,Malygina H.,Università di Cagliari,Mancinelli G.,Università degli Studi di Milano,MSU - Iligan Institute of Technology (MSU-IIT),Marchand J. F.,Marconi U.,Marin Benito C.,Marinangeli M.,Marino P.,Marks J.,Marshall P. J.,Martellotti G., INFN Sezione di Milano-Bicocca,Martinez Santos D.,Martinez Vidal F.,Massafferri A.,Materok M.,Matev R.,Mathad A.,Mathe Z., Matiunin V.,Matteuzzi C.,Mattioli K. R.,Mauri A.,Laboratoire Leprince-Ringuet,Maurin B., European Organization for Nuclear Research (CERN), McNab A.,McNulty R.,Mead J. V.,Meadows B.,Meaux C.,Meinert N.,Melnychuk D.,Merk M.,Università degli Studi di Milano,Michielin E.,Milanes D. A.,Millard E.,Minard M.-N.,Università di Ferrara,Mitzel D. S.,Mödden A.,Mogini A.,Moise R. D.,Mombächer T.,Monroy I. A.,Monteil S.,Morandin M.,Morello G.,Scuola Normale Superiore,Moron J.,Morris A. B.,Mountain R.,Muheim F.,Mukherjee M.,Mulder M.,Müller D.,Müller J.,Müller K.,Müller V.,Murphy C. H.,Murray D.,Naik P.,Nakada T.,Nandakumar R.,Nandi A.,Nanut T.,Nasteva I.,Needham M.,Università degli Studi di Milano,Neubert S.,Neufeld N.,Newcombe R.,Nguyen T. D.,Hanoi University of Science,Nieswand S.,Niet R.,Nikitin N.,Nolte N. 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J.,Ponce S.,Popov A., Max-Planck-Institut für Kernphysik (MPIK),Poslavskii S.,Price E.,Prouve C.,Pugatch V.,Puig Navarro A.,Pullen H.,Università di Pisa,Qian W.,Qin J.,Quagliani R., Quintana B.,Raab N. V.,Rachwal B., Rademacker J. H.,Rama M.,Ramos Pernas M.,Rangel M. S.,National Research University Higher School of Economics,Raven G.,Ravonel Salzgeber M.,Reboud M.,Redi F.,Reichert S.,Reiss F.,Remon Alepuz C.,Ren Z.,Renaudin V.,Ricciardi S.,Richards S.,Rinnert K.,Robbe P.,Robert A.,Rodrigues A. B.,Rodrigues E.,Rodriguez Lopez J. A.,Roehrken M.,Roiser S.,Rollings A.,Romanovskiy V.,Romero Vidal A.,Roth J. D.,Rotondo M.,Rudolph M. S.,Ruf T.,Ruiz Vidal J.,Saborido Silva J. J.,Sagidova N.,Università di Cagliari,Salustino Guimaraes V.,Sanchez Gras C.,Sanchez Mayordomo C.,Sanmartin Sedes B.,Santacesaria R.,Santamarina Rios C.,European Organization for Nuclear Research (CERN),Università di Roma Tor Vergata,Sarpis G.,Università di Roma La Sapienza,Università della Basilicata,Satta A.,Saur M., Moscow State University (SINP MSU),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.,Università di Roma La Sapienza,Semennikov A.,Sepulveda E. S., European Organization for Nuclear Research (CERN),Serra N.,Serrano J.,Sestini L.,Seuthe A.,Seyfert P.,Shapkin M.,Shears T.,Novosibirsk State University,Shevchenko V.,Shmanin E.,Siddi B. G.,Silva Coutinho R.,Silva de Oliveira L.,Università di Padova,Università di Bari,Skiba I.,Skidmore N.,Skwarnicki T., Slater M. W.,Smeaton J. G.,Smith E.,Smith I. T.,Smith M.,Soares M.,Soares Lavra l.,Sokoloff M. D.,Soler F. J. P., Souza De Paula B.,Spaan B.,Università degli Studi di Milano,Spradlin P.,Stagni F.,Stahl M.,Stahl S.,Stefko P.,Stefkova S.,Steinkamp O.,Stemmle S.,Stenyakin O.,Stepanova M.,Stevens H.,Stocchi A.,Stone S.,Stracka S.,Stramaglia M. E.,Straticiuc M.,Straumann U.,Strokov S.,Sun J.,Sun L., Sun Y.,Swientek K.,Szabelski A.,Szumlak T.,Szymanski M.,Tang Z.,Tekampe T.,Tellarini G.,Teubert F.,Thomas E.,Tilley M. J.,Tisserand V.,T’Jampens S.,Tobin M.,Tolk S.,Università di Ferrara,Tonelli D.,Tou D. Y.,Tourinho Jadallah Aoude R., Tournefier E.,Traill M.,Tran M. T.,Trisovic A.,Tsaregorodtsev A.,Università di Pisa,Tully A.,Tuning N.,Ukleja A., Usachov A., National Research University Higher School of Economics,Uwer U.,Vagner A.,Vagnoni V.,Valassi A.,Valat S.,Valenti G.,van Beuzekom M.,Van Hecke H.,van Herwijnen E.,Van Hulse C. B.,van Tilburg J.,van Veghel M.,Vasiliev A.,Vazquez Gomez R.,Vazquez Regueiro P.,Vázquez Sierra C.,Vecchi S.,Velthuis J. J.,Università di Urbino,Venkateswaran A.,Vernet M.,Veronesi M.,Vesterinen M.,Viana Barbosa J. V.,Vieira D.,Vieites Diaz M.,Viemann H.,LIFAELS, La Salle, Universitat Ramon Llull,Vitkovskiy A.,Vitti M.,Volkov V.,Vollhardt A.,Vom Bruch D.,Voneki B.,Vorobyev A.,Novosibirsk State University,Voropaev N.,Waldi R.,Walsh J.,Wang J.,Wang M.,Wang Y.,Wang Z.,Ward D. R.,Wark H. M.,Watson N. K.,Websdale D.,Weiden A.,Weisser C.,Whitehead M.,Wilkinson G.,Wilkinson M.,Williams I.,Williams M.,Williams M. R. J.,Williams T.,Wilson F. F.,Winn M.,Wislicki W.,Witek M.,Wormser G.,Wotton S. A.,Wyllie K.,Xiao D.,Xie Y.,Xing H.,Xu A.,Xu M.,Xu Q.,Xu Z.,Xu Z.,Yang Z.,Yang Z.,Yao Y.,Yeomans L. E.,Yin H.,Hunan University,Yuan X.,Yushchenko O.,Zarebski K. A., P.N. Lebedev Physical Institute, Russian Academy of Science (LPI RAS),Zeng M.,Zhang D., Zhang L.,Shaanxi Normal University (SNNU),Zhang Y.,Zhelezov A.,Zheng Y.,Zhu X.,Moscow State University (SINP MSU),Zonneveld J. B.,Università di Bologna
Journal of High Energy Physics（2019）
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摘要
Using proton-proton collision data, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−1, collected with the LHCb detector between 2011 and 2018, a new narrow charmonium state, the X(3842) resonance, is observed in the decay modes
$$ \mathrm{X}(3842)\to {D}^0{\overline{D}}^0 $$
and X(3842) → D+D−. The mass and the natural width of this state are measured to be
$$ \begin{array}{l}{m}_{X(3842)}=3842.71\pm 0.16\pm 0.12\ MeV/{c}^2,\hfill \\ {}{\varGamma}_{X(3842)}=2.79\pm 0.51\pm 0.35\ MeV,\hfill \end{array} $$
where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. The observed mass and narrow natural width suggest the interpretation of the new state as the unobserved (spin-3 ψ3 13D3) charmonium state. In addition, prompt hadroproduction of the ψ(3770) and χ2(3930) states is observed for the first time, and the parameters of these states are measured to be
$$ \begin{array}{l}{m}_{\psi (3770)}=3778.1\pm 0.7\pm 0.6\ MeV/{c}^2,\hfill \\ {}{m}_{\chi_2(3930)}=3921.9\pm 0.6\pm 0.2\ MeV/{c}^2,\hfill \\ {}{\varGamma}_{\chi_2(3930)}=36.6 \pm 1.9 \pm 0.9\ MeV,\hfill \end{array} $$
where the first uncertainty is statistical and the second is systematic.
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关键词
Charm physics,Hadron-Hadron scattering (experiments),Heavy quark production,Quarkonium
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