Abstract
The decays B+→ J/ψπ+π−K+ are studied using a data set corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−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 ψ2(3823), χc1(3872) and ψ(2S) states are reported. The values are
BB+→ψ2(3823)K+×Bψ2(3823)→J/ψπ+π−BB+→χc1(3872)K+×Bχc1(3872)→J/ψπ+π−=(3.56±0.67±0.11)×10−2,
BB+→ψ2(3823)K+×Bψ2(3823)→J/ψπ+π−BB+→ψ(2S)K+×Bψ(2S)→J/ψπ+π−=(1.31±0.25±0.04)×10−3,
BB+→χc1(3872)K+×Bχc1(3872)→J/ψπ+π−BB+→ψ(2S)K+×Bψ(2S)→J/ψπ+π−=(3.69±0.07±0.06)×10−2, where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. The decay of B+→ ψ2(3823)K+ with ψ2(3823) → J/ψπ+π− is observed for the first time with a significance of 5.1 standard deviations. The mass differences between the ψ2(3823), χc1(3872) and ψ(2S) states are measured to be mχc1(3872)−mψ2(3823)=47.50±0.53±0.13MeV/c2,mψ2(3823)−mψ2(2S)=137.98±0.53±0.14MeV/c2,mχc1(3872)−mψ2(2S)=185.49±0.06±0.03MeV/c2, resulting in the most precise determination of the χc1(3872) mass. The width of the ψ2(3823) state is found to be below 5.2 MeV at 90% confidence level. The Breit-Wigner width of the χc1(3872) state is measured to be Γχc1(3872)BW=0.96−0.18+0.19±0.21MeV which is inconsistent with zero by 5.5 standard deviations.
Original language | English |
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Article number | 123 |
Number of pages | 29 |
Journal | Journal of High Energy Physics |
Volume | 2020 |
Issue number | 8 |
DOIs | |
Publication status | Published - 25 Aug 2020 |
Keywords
- B physics
- Branching fraction
- Hadron-Hadron scattering (experiments)
- Quarkonium
- Spectroscopy
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In: Journal of High Energy Physics, Vol. 2020, No. 8, 123, 25.08.2020.
Research output: Contribution to journal › Article › Research › peer-review
TY - JOUR
T1 - Study of the ψ 2(3823) and χ c1(3872) states in B+ → (J/ψπ + π −)K+ decays
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PY - 2020/8/25
Y1 - 2020/8/25
N2 - The decays B+→ J/ψπ+π−K+ are studied using a data set corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−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 ψ2(3823), χc1(3872) and ψ(2S) states are reported. The values areBB+→ψ2(3823)K+×Bψ2(3823)→J/ψπ+π−BB+→χc1(3872)K+×Bχc1(3872)→J/ψπ+π−=(3.56±0.67±0.11)×10−2,BB+→ψ2(3823)K+×Bψ2(3823)→J/ψπ+π−BB+→ψ(2S)K+×Bψ(2S)→J/ψπ+π−=(1.31±0.25±0.04)×10−3,BB+→χc1(3872)K+×Bχc1(3872)→J/ψπ+π−BB+→ψ(2S)K+×Bψ(2S)→J/ψπ+π−=(3.69±0.07±0.06)×10−2, where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. The decay of B+→ ψ2(3823)K+ with ψ2(3823) → J/ψπ+π− is observed for the first time with a significance of 5.1 standard deviations. The mass differences between the ψ2(3823), χc1(3872) and ψ(2S) states are measured to be mχc1(3872)−mψ2(3823)=47.50±0.53±0.13MeV/c2,mψ2(3823)−mψ2(2S)=137.98±0.53±0.14MeV/c2,mχc1(3872)−mψ2(2S)=185.49±0.06±0.03MeV/c2, resulting in the most precise determination of the χc1(3872) mass. The width of the ψ2(3823) state is found to be below 5.2 MeV at 90% confidence level. The Breit-Wigner width of the χc1(3872) state is measured to be Γχc1(3872)BW=0.96−0.18+0.19±0.21MeV which is inconsistent with zero by 5.5 standard deviations.
AB - The decays B+→ J/ψπ+π−K+ are studied using a data set corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−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 ψ2(3823), χc1(3872) and ψ(2S) states are reported. The values areBB+→ψ2(3823)K+×Bψ2(3823)→J/ψπ+π−BB+→χc1(3872)K+×Bχc1(3872)→J/ψπ+π−=(3.56±0.67±0.11)×10−2,BB+→ψ2(3823)K+×Bψ2(3823)→J/ψπ+π−BB+→ψ(2S)K+×Bψ(2S)→J/ψπ+π−=(1.31±0.25±0.04)×10−3,BB+→χc1(3872)K+×Bχc1(3872)→J/ψπ+π−BB+→ψ(2S)K+×Bψ(2S)→J/ψπ+π−=(3.69±0.07±0.06)×10−2, where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. The decay of B+→ ψ2(3823)K+ with ψ2(3823) → J/ψπ+π− is observed for the first time with a significance of 5.1 standard deviations. The mass differences between the ψ2(3823), χc1(3872) and ψ(2S) states are measured to be mχc1(3872)−mψ2(3823)=47.50±0.53±0.13MeV/c2,mψ2(3823)−mψ2(2S)=137.98±0.53±0.14MeV/c2,mχc1(3872)−mψ2(2S)=185.49±0.06±0.03MeV/c2, resulting in the most precise determination of the χc1(3872) mass. The width of the ψ2(3823) state is found to be below 5.2 MeV at 90% confidence level. The Breit-Wigner width of the χc1(3872) state is measured to be Γχc1(3872)BW=0.96−0.18+0.19±0.21MeV which is inconsistent with zero by 5.5 standard deviations.
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KW - Spectroscopy
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