Evidence of a $J/\psi\Lambda$ structure and observation of excited $\Xi^-$ states in the $\Xi^-_b \to J/\psi\Lambda K^-$ decay
2 IJCLab - Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie
3 CPPM - Centre de Physique des Particules de Marseille
4 LLR - Laboratoire Leprince-Ringuet
5 LPNHE (UMR_7585) - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies
6 LAPP - Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules
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Résumé
First evidence of a structure in the $J/\psi{\Lambda}$ invariant mass distribution is obtained from an amplitude analysis of $\Xi_b^-{\rightarrow}J/\psi{\Lambda}K^-$ decays. The observed structure is consistent with being due to a charmonium pentaquark with strangeness with a significance of $3.1\sigma$ including systematic uncertainties and look-elsewhere effect. Its mass and width are determined to be $4458.8\pm2.9^{+4.7}_{-1.1}$ MeV and $17.3\pm6.5^{+8.0}_{-5.7}$ MeV, respectively, where the quoted uncertainties are statistical and systematic. The structure is also consistent with being due to two resonances. In addition, the narrow excited $\Xi^-$ states, $\Xi(1690)^-$ and $\Xi(1820)^-$, are seen for the first time in a $\Xi^-_b$ decay, and their masses and widths are measured with improved precision. The analysis is performed using $pp$ collision data corresponding to a total integrated luminosity of 9 fb$^{-1}$, collected with the LHCb experiment at centre-of-mass energies of 7, 8 and 13 TeV.
Mots clés
- Xi/b-: hadronic decay
- strangeness
- charmonium
- quarkonium
- Xi(1690)
- Xi(1820)
- LHC-B
- CERN LHC Coll
- error: statistical
- mass spectrum: (J/psi(3100) Lambda K-)
- quantum chromodynamics
- statistical analysis
- data analysis method
- experimental results
- Xi/b- --> J/psi(3100) Lambda K-
- 7000 GeV-cms
- 8000 GeV-cms
- 13000 GeV-cms
- J/psi(3100)
- QCD
- Exotics
- Pentaquark
- Spectroscopy
- Quarkonium
- Particle and resonance production
- p p: scattering
- p p: colliding beams
- resonance: production
- Lambda
- K-: decay
- structure
- intermediate state
- Xi-: excited state
- pentaquark
- mass: width
- amplitude analysis