Observation of $J/ψp$ resonances consistent with pentaquark states in ${Λ_b^0\to J/ψK^-p}$ decays- [PDF] - [Article]
LHCb collaboration R. Aaij B. Adeva M. Adinolfi A. Affolder Z. Ajaltouni S. Akar J. Albrecht F. Alessio M. Alexander S. Ali G. Alkhazov P. Alvarez Cartelle A. A. Alves Jr S. Amato S. Amerio Y. Amhis L. An L. Anderlini J. Anderson G. Andreassi M. Andreotti J. E. Andrews R. B. Appleby O. Aquines Gutierrez F. Archilli P. d'Argent A. Artamonov M. Artuso E. Aslanides G. Auriemma M. Baalouch S. Bachmann J. J. Back A. Badalov C. Baesso W. Baldini R. J. Barlow C. Barschel S. Barsuk W. Barter V. Batozskaya V. Battista A. Bay L. Beaucourt J. Beddow F. Bedeschi I. Bediaga L. J. Bel V. Bellee N. Belloli I. Belyaev E. Ben-Haim G. Bencivenni S. Benson J. Benton A. Berezhnoy R. Bernet A. Bertolin M. -O. Bettler M. van Beuzekom A. Bien S. Bifani P. Billoir T. Bird A. Birnkraut A. Bizzeti T. Blake F. Blanc J. Blouw S. Blusk V. Bocci A. Bondar N. Bondar W. Bonivento S. Borghi M. Borsato T. J. V. Bowcock E. Bowen C. Bozzi S. Braun M. Britsch T. Britton J. Brodzicka N. H. Brook A. Bursche J. Buytaert S. Cadeddu R. Calabrese M. Calvi M. Calvo Gomez P. Campana D. Campora Perez L. Capriotti A. Carbone G. Carboni R. Cardinale A. Cardini P. Carniti L. Carson K. Carvalho Akiba G. Casse L. Cassina L. Castillo Garcia M. Cattaneo Ch. Cauet G. Cavallero R. Cenci M. Charles Ph. Charpentier M. Chefdeville S. Chen S. -F. Cheung N. Chiapolini M. Chrzaszcz X. Cid Vidal G. Ciezarek P. E. L. Clarke M. Clemencic H. V. Cliff J. Closier V. Coco J. Cogan E. Cogneras V. Cogoni L. Cojocariu G. Collazuol P. Collins A. Comerma-Montells A. Contu A. Cook M. Coombes S. Coquereau G. Corti M. Corvo B. Couturier G. A. Cowan D. C. Craik A. Crocombe M. Cruz Torres S. Cunliffe R. Currie C. D'Ambrosio E. Dall'Occo J. Dalseno P. N. Y. David A. Davis K. De Bruyn S. De Capua M. De Cian J. M. De Miranda L. De Paula P. De Simone C. -T. Dean D. Decamp M. Deckenhoff L. Del Buono N. Déléage M. Demmer D. Derkach O. Deschamps F. Dettori B. Dey A. Di Canto F. Di Ruscio H. Dijkstra S. Donleavy F. Dordei M. Dorigo A. Dosil Suárez D. Dossett A. Dovbnya K. Dreimanis L. Dufour G. Dujany F. Dupertuis P. Durante R. Dzhelyadin A. Dziurda A. Dzyuba S. Easo U. Egede V. Egorychev S. Eidelman S. Eisenhardt U. Eitschberger R. Ekelhof L. Eklund I. El Rifai Ch. Elsasser S. Ely S. Esen H. M. Evans T. Evans A. Falabella C. Färber N. Farley S. Farry R. Fay D. Ferguson V. Fernandez Albor F. Ferrari F. Ferreira Rodrigues M. Ferro-Luzzi S. Filippov M. Fiore M. Fiorini M. Firlej C. Fitzpatrick T. Fiutowski K. Fohl P. Fol M. Fontana F. Fontanelli R. Forty O. Francisco M. Frank C. Frei M. Frosini J. Fu E. Furfaro A. Gallas Torreira D. Galli S. Gallorini S. Gambetta M. Gandelman P. Gandini Y. Gao J. García Pardiñas J. Garra Tico L. Garrido D. Gascon C. Gaspar R. Gauld L. Gavardi G. Gazzoni A. Geraci D. Gerick E. Gersabeck M. Gersabeck T. Gershon Ph. Ghez A. Gianelle S. Gianì V. Gibson O. G. Girard L. Giubega V. V. Gligorov C. Göbel D. Golubkov A. Golutvin A. Gomes C. Gotti M. Grabalosa Gándara R. Graciani Diaz L. A. Granado Cardoso E. Graugés E. Graverini G. Graziani A. Grecu E. Greening S. Gregson P. Griffith L. Grillo O. Grünberg B. Gui E. Gushchin Yu. Guz T. Gys T. Hadavizadeh C. Hadjivasiliou G. Haefeli C. Haen S. C. Haines S. Hall B. Hamilton X. Han S. Hansmann-Menzemer N. Harnew S. T. Harnew J. Harrison J. He T. Head V. Heijne K. Hennessy P. Henrard L. Henry J. A. Hernando Morata E. van Herwijnen M. Heß A. Hicheur D. Hill M. Hoballah C. Hombach W. Hulsbergen T. Humair N. Hussain D. Hutchcroft D. Hynds M. Idzik P. Ilten R. Jacobsson A. Jaeger J. Jalocha E. Jans A. Jawahery F. Jing M. John D. Johnson C. R. Jones C. Joram B. Jost N. Jurik S. Kandybei W. Kanso M. Karacson T. M. Karbach S. Karodia M. Kelsey I. R. Kenyon M. Kenzie T. Ketel B. Khanji C. Khurewathanakul S. Klaver K. Klimaszewski O. Kochebina M. Kolpin I. Komarov R. F. Koopman P. Koppenburg M. Kozeiha L. Kravchuk K. Kreplin M. Kreps G. Krocker P. Krokovny F. Kruse W. Krzemien W. Kucewicz M. Kucharczyk V. Kudryavtsev A. K. Kuonen K. Kurek T. Kvaratskheliya D. Lacarrere G. Lafferty A. Lai D. Lambert G. Lanfranchi C. Langenbruch B. Langhans T. Latham C. Lazzeroni R. Le Gac J. van Leerdam J. -P. Lees R. Lefèvre A. Leflat J. Lefrançois O. Leroy T. Lesiak B. Leverington Y. Li T. Likhomanenko M. Liles R. Lindner C. Linn F. Lionetto B. Liu X. Liu D. Loh I. Longstaff J. H. Lopes D. Lucchesi M. Lucio Martinez H. Luo A. Lupato E. Luppi O. Lupton N. Lusardi F. Machefert F. Maciuc O. Maev K. Maguire S. Malde A. Malinin G. Manca G. Mancinelli P. Manning A. Mapelli J. Maratas J. F. Marchand U. Marconi C. Marin Benito P. Marino J. Marks G. Martellotti M. Martin M. Martinelli D. Martinez Santos F. Martinez Vidal D. Martins Tostes A. Massafferri R. Matev A. Mathad Z. Mathe C. Matteuzzi K. Matthieu A. Mauri B. Maurin A. Mazurov M. McCann J. McCarthy A. McNab R. McNulty B. Meadows F. Meier M. Meissner D. Melnychuk M. Merk D. A. Milanes M. -N. Minard D. S. Mitzel J. Molina Rodriguez I. A. Monroy S. Monteil M. Morandin P. Morawski A. Mordà M. J. Morello J. Moron A. B. Morris R. Mountain F. Muheim J. Müller K. Müller V. Müller M. Mussini B. Muster P. Naik T. Nakada R. Nandakumar A. Nandi I. Nasteva M. Needham N. Neri S. Neubert N. Neufeld M. Neuner A. D. Nguyen T. D. Nguyen C. Nguyen-Mau V. Niess R. Niet N. Nikitin T. Nikodem D. Ninci A. Novoselov D. P. O'Hanlon A. Oblakowska-Mucha V. Obraztsov S. Ogilvy O. Okhrimenko R. Oldeman C. J. G. Onderwater B. Osorio Rodrigues J. M. Otalora Goicochea A. Otto P. Owen A. Oyanguren A. Palano F. Palombo M. Palutan J. Panman A. Papanestis M. Pappagallo L. L. Pappalardo C. Pappenheimer C. Parkes G. Passaleva G. D. Patel M. Patel C. Patrignani A. Pearce A. Pellegrino G. Penso M. Pepe Altarelli S. Perazzini P. Perret L. Pescatore K. Petridis A. Petrolini M. Petruzzo E. Picatoste Olloqui B. Pietrzyk T. Pilař D. Pinci A. Pistone A. Piucci S. Playfer M. Plo Casasus T. Poikela F. Polci A. Poluektov I. Polyakov E. Polycarpo A. Popov D. Popov B. Popovici C. Potterat E. Price J. D. Price J. Prisciandaro A. Pritchard C. Prouve V. Pugatch A. Puig Navarro G. Punzi W. Qian R. Quagliani B. Rachwal J. H. Rademacker M. Rama M. S. Rangel I. Raniuk N. Rauschmayr G. Raven F. Redi S. Reichert M. M. Reid A. C. dos Reis S. Ricciardi S. Richards M. Rihl K. Rinnert V. Rives Molina P. Robbe A. B. Rodrigues E. Rodrigues J. A. Rodriguez Lopez P. Rodriguez Perez S. Roiser V. Romanovsky A. Romero Vidal J. W. Ronayne M. Rotondo J. Rouvinet T. Ruf P. Ruiz Valls J. J. Saborido Silva N. Sagidova P. Sail B. Saitta V. Salustino Guimaraes C. Sanchez Mayordomo B. Sanmartin Sedes R. Santacesaria C. Santamarina Rios M. Santimaria E. Santovetti A. Sarti C. Satriano A. Satta D. M. Saunders D. Savrina M. Schiller H. Schindler M. Schlupp M. Schmelling T. Schmelzer B. Schmidt O. Schneider A. Schopper M. Schubiger M. -H. Schune R. Schwemmer B. Sciascia A. Sciubba A. Semennikov N. Serra J. Serrano L. Sestini P. Seyfert M. Shapkin I. Shapoval Y. Shcheglov T. Shears L. Shekhtman V. Shevchenko A. Shires B. G. Siddi R. Silva Coutinho G. Simi M. Sirendi N. Skidmore I. Skillicorn T. Skwarnicki E. Smith E. Smith I. T. Smith J. Smith M. Smith H. Snoek M. D. Sokoloff F. J. P. Soler F. Soomro D. Souza B. Souza De Paula B. Spaan P. Spradlin S. Sridharan F. Stagni M. Stahl S. Stahl S. Stefkova O. Steinkamp O. Stenyakin S. Stevenson S. Stoica S. Stone B. Storaci S. Stracka M. Straticiuc U. Straumann L. Sun W. Sutcliffe K. Swientek S. Swientek V. Syropoulos M. Szczekowski P. Szczypka T. Szumlak S. T'Jampens A. Tayduganov T. Tekampe M. Teklishyn G. Tellarini F. Teubert C. Thomas E. Thomas J. van Tilburg V. Tisserand M. Tobin J. Todd S. Tolk L. Tomassetti D. Tonelli S. Topp-Joergensen N. Torr E. Tournefier S. Tourneur K. Trabelsi M. T. Tran M. Tresch A. Trisovic A. Tsaregorodtsev P. Tsopelas N. Tuning A. Ukleja A. Ustyuzhanin U. Uwer C. Vacca V. Vagnoni G. Valenti A. Vallier R. Vazquez Gomez P. Vazquez Regueiro C. Vázquez Sierra S. Vecchi J. J. Velthuis M. Veltri G. Veneziano M. Vesterinen B. Viaud D. Vieira M. Vieites Diaz X. Vilasis-Cardona A. Vollhardt D. Volyanskyy D. Voong A. Vorobyev V. Vorobyev C. Voß J. A. de Vries R. Waldi C. Wallace R. Wallace J. Walsh S. Wandernoth J. Wang D. R. Ward N. K. Watson D. Websdale A. Weiden M. Whitehead G. Wilkinson M. Wilkinson M. Williams M. P. Williams M. Williams T. Williams F. F. Wilson J. Wimberley J. Wishahi W. Wislicki M. Witek G. Wormser S. A. Wotton S. Wright K. Wyllie Y. Xie Z. Xu Z. Yang J. Yu X. Yuan O. Yushchenko M. Zangoli M. Zavertyaev L. Zhang Y. Zhang A. Zhelezov A. Zhokhov L. Zhong S. Zucchelli
Observations of exotic structures in the $J/\psi p$ channel, that we refer to as pentaquark-charmonium states, in $\Lambda_b^0\to J/\psi K^- p$ decays are presented. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 3/fb acquired with the LHCb detector from 7 and 8 TeV pp collisions. An amplitude analysis is performed on the three-body final-state that reproduces the two-body mass and angular distributions. To obtain a satisfactory fit of the structures seen in the $J/\psi p$ mass spectrum, it is necessary to include two Breit-Wigner amplitudes that each describe a resonant state. The significance of each of these resonances is more than 9 standard deviations. One has a mass of $4380\pm 8\pm 29$ MeV and a width of $205\pm 18\pm 86$ MeV, while the second is narrower, with a mass of $4449.8\pm 1.7\pm 2.5$ MeV and a width of $39\pm 5\pm 19$ MeV. The preferred $J^P$ assignments are of opposite parity, with one state having spin 3/2 and the other 5/2.