Amplitude analysis of B- -> D+pi(-)pi(-) decays

Aaij, R.;Adeva, B.;Adinolfi, M.;Ajaltouni, Z.;Akar, S.;Albrecht, J.;Alessio, F.;Alexander, M.;Ali, S.;Alkhazov, G.;Cartelle, P. Alvarez;Alves, A. A.;Amato, S.;Amerio, S.;Amhis, Y.;An, L.;Anderlini, L.;Andreassi, G.;Andreotti, M.;Andrews, J. E.;Appleby, R. B.;Gutierrez, O. Aquines;Archilli, F.;D'Argent, P.;Romeu, J. Arnau;Artamonov, A.;Artuso, M.;Aslanides, E.;Auriemma, G.;Baalouch, M.;Babuschkin, I.;Bachmann, S.;Back, J. J.;Badalov, A.;Baesso, C.;Baker, S.;Baldini, W.;Barlow, R. J.;Barschel, C.;Barsuk, S.;Barter, W.;Batozskaya, V.;Batsukh, B.;Battista, V.;Bay, A.;Beaucourt, L.;Beddow, J.;Bedeschi, F.;Bediaga, I.;Bel, L. J.;Bellee, V.;Belloli, N.;Belous, K.;Belyaev, I.;Ben Haim, E.;Bencivenni, G.;Benson, S.;Benton, J.;Berezhnoy, A.;Bernet, R.;Bertolin, A.;Betti, F.;Bettler, M. O.;van Beuzekom, M.;Bezshyiko, I.;Bifani, S.;Billoir, P.;Bird, T.;Birnkraut, A.;Bitadze, A.;Bizzeti, A.;Blake, T.;Blanc, F.;Blouw, J.;Blusk, S.;Bocci, V.;Boettcher, T.;Bondar, A.;Bondar, N.;Bonivento, W.;Borgheresi, A.;Borghi, S.;Borisyak, M.;Borsato, M.;Bossu, F.;Boubdir, M.;Bowcock, T. J. V.;Bowen, E.;Bozzi, C.;Braun, S.;Britsch, M.;Britton, T.;Brodzicka, J.;Buchanan, E.;Burr, C.;Bursche, A.;Buytaert, J.;Cadeddu, S.;Calabrese, R.;Calvi, M.;Gomez, M. Calvo;Camboni, A.;Campana, P.;Perez, D. Campora;Perez, D. H. Campora;Capriotti, L.;Carbone, A.;Carboni, G.;Cardinale, R.;Cardini, A.;Carniti, P.;Carson, L.;Akiba, K. Carvalho;Casse, G.;Cassina, L.;Garcia, L. Castillo;Cattaneo, M.;Cauet, C.h.;Cavallero, G.;Cenci, R.;Charles, M.;Charpentier, P.h.;Chatzikonstantinidis, G.;Chefdeville, M.;Chen, S.;Cheung, S. F.;Chobanova, V.;Chrzaszcz, M.;Vidal, X. Cid;Ciezarek, G.;Clarke, P. E. L.;Clemencic, M.;Cliff, H. V.;Closier, J.;Coco, V.;Cogan, J.;Cogneras, E.;COGONI, VIOLETTA;Cojocariu, L.;Collazuol, G.;Collins, P.;Comerma Montells, A.;Contu, A.;Cook, A.;Coquereau, S.;Corti, G.;Corvo, M.;Sobral, C. M. Costa;Couturier, B.;Cowan, G. A.;Craik, D. C.;Crocombe, A.;Torres, M. Cruz;Cunliffe, S.;Currie, R.;D'Ambrosio, C.;Dall'Occo, E.;Dalseno, J.;David, P. N. Y.;Davis, A.;Francisco, O. De Aguiar;De Bruyn, K.;De Capua, S.;De Cian, M.;De Miranda, J. M.;De Paula, L.;De Serio, M.;De Simone, P.;Dean, C. T.;Decamp, D.;Deckenhoff, M.;Del Buono, L.;Demmer, M.;Derkach, D.;Deschamps, O.;Dettori, F.;Dey, B.;Di Canto, A.;Dijkstra, H.;Dordei, F.;Dorigo, M.;Suarez, A. Dosil;Dovbnya, A.;Dreimanis, K.;Dufour, L.;Dujany, G.;Dungs, K.;Durante, P.;Dzhelyadin, R.;Dziurda, A.;Dzyuba, A.;Deleage, N.;Easo, S.;Ebert, M.;Egede, U.;Egorychev, V.;Eidelman, S.;Eisenhardt, S.;Eitschberger, U.;Ekelhof, R.;Eklund, L.;Elsasser, C.h.;Ely, S.;Esen, S.;Evans, H. M.;Evans, T.;Falabella, A.;Farley, N.;Farry, S.;Fay, R.;Fazzini, D.;Ferguson, D.;Albor, V. Fernandez;Prieto, A. Fernandez;Ferrari, F.;Rodrigues, F. Ferreira;Ferro Luzzi, M.;Filippov, S.;Fini, R. A.;Fiore, M.;Fiorini, M.;Firlej, M.;Fitzpatrick, C.;Fiutowski, T.;Fleuret, F.;Fohl, K.;Fontana, M.;Fontanelli, F.;Forshaw, D. C.;Forty, R.;Lima, V. Franco;Frank, M.;Frei, C.;Fu, J.;Furfaro, E.;Faerber, C.;Torreira, A. Gallas;Galli, D.;Gallorini, S.;Gambetta, S.;Gandelman, M.;Gandini, P.;Gao, Y.;Martin, L. M. Garcia;Pardinas, J. Garcia;Tico, J. Garra;Garrido, L.;Garsed, P. J.;Gascon, D.;Gaspar, C.;Gavardi, L.;Gazzoni, G.;Gerick, D.;Gersabeck, E.;Gersabeck, M.;Gershon, T.;Ghez, P.h.;Giani, S.;Gibson, V.;Girard, O. G.;Giubega, L.;Gizdov, K.;Gligorov, V. V.;Golubkov, D.;Golutvin, A.;Gomes, A.;Gorelov, I. V.;Gotti, C.;Gandara, M. Grabalosa;Diaz, R. Graciani;Cardoso, L. A. Granado;Grauges, E.;Graverini, E.;Graziani, G.;Grecu, A.;Griffith, P.;Grillo, L.;Cazon, B. R. Gruberg;Gruenberg, O.;Gushchin, E.;Guz, Y.u.;Gys, T.;Goebel, C.;Hadavizadeh, T.;Hadjivasiliou, C.;Haefeli, G.;Haen, C.;Haines, S. C.;Hall, S.;Hamilton, B.;Han, X.;Hansmann Menzemer, S.;Harnew, N.;Harnew, S. T.;Harrison, J.;Hatch, M.;He, J.;Head, T.;Heister, A.;Hennessy, K.;Henrard, P.;Henry, L.;Morata, J. A. Hernando;Van Herwijnen, E.;Hess, M.;Hicheur, A.;Hill, D.;Hombach, C.;Hulsbergen, W.;Humair, T.;Hushchyn, M.;Hussain, N.;Hutchcroft, D.;Idzik, M.;Ilten, P.;Jacobsson, R.;Jaeger, A.;Jalocha, J.;Jans, E.;Jawahery, A.;Jiang, F.;John, M.;Johnson, D.;Jones, C. R.;Joram, C.;Jost, B.;Jurik, N.;Kandybei, S.;Kanso, W.;Karacson, M.;Kariuki, J. M.;Karodia, S.;Kecke, M.;Kelsey, M.;Kenyon, I. R.;Kenzie, M.;Ketel, T.;Khairullin, E.;Khanji, B.;Khurewathanakul, C.;Kirn, T.;Klaver, S.;Klimaszewski, K.;Koliiev, S.;Kolpin, M.;Komarov, I.;Koopman, R. F.;Koppenburg, P.;Kozachuk, A.;Kozeiha, M.;Kravchuk, L.;Kreplin, K.;Kreps, M.;Krokovny, P.;Kruse, F.;Krzemien, W.;Kucewicz, W.;Kucharczyk, M.;Kudryavtsev, V.;Kuonen, A. K.;Kurek, K.;Kvaratskheliya, T.;Lacarrere, D.;Lafferty, G.;Lai, A.;Lambert, D.;Lanfranchi, G.;Langenbruch, C.;Latham, T.;Lazzeroni, C.;Le Gac, R.;van Leerdam, J.;Lees, J. P.;Leflat, A.;Lefrancois, J.;Lefevre, R.;Lemaitre, F.;Cid, E. Lemos;Leroy, O.;Lesiak, T.;Leverington, B.;Li, Y.;Likhomanenko, T.;Lindner, R.;Linn, C.;Lionetto, F.;Liu, B.;Liu, X.;Loh, D.;Longstaff, I.;Lopes, J. H.;Lucchesi, D.;Martinez, M. Lucio;Luo, H.;Lupato, A.;Luppi, E.;Lupton, O.;Lusiani, A.;Lyu, X.;Machefert, F.;Maciuc, F.;Maev, O.;Maguire, K.;Malde, S.;Malinin, A.;Maltsev, T.;MANCA, GIULIA;Mancinelli, G.;Manning, P.;Maratas, J.;Marchand, J. F.;Marconi, U.;Benito, C. Marin;Marino, P.;Marks, J.;Martellotti, G.;Martin, M.;Martinelli, M.;Santos, D. Martinez;Vidal, F. Martinez;Tostes, D. Martins;Massacrier, L. M.;Massafferri, A.;Matev, R.;Mathad, A.;Mathe, Z.;Matteuzzi, C.;Mauri, A.;Maurin, B.;Mazurov, A.;Mccann, M.;Mccarthy, J.;Mcnab, A.;Mcnulty, R.;Meadows, B.;Meier, F.;Meissner, M.;Melnychuk, D.;Merk, M.;Merli, A.;Michielin, E.;Milanes, D. A.;Minard, M. N.;Mitzel, D. S.;Mogini, A.;Rodriguez, J. Molina;Monroy, I. A.;Monteil, S.;Morandin, M.;Morawski, P.;Morda, A.;Morello, M. J.;Moron, J.;Morris, A. B.;Mountain, R.;Muheim, F.;Mulder, M.;Mussini, M.;Mueller, D.;Mueller, J.;Mueller, K.;Mueller, V.;Naik, P.;Nakada, T.;Nandakumar, R.;Nandi, A.;Nasteva, I.;Needham, M.;Neri, N.;Neubert, S.;Neufeld, N.;Neuner, M.;Nguyen, A. D.;Nguyen Mau, C.;Nieswand, S.;Niet, R.;Nikitin, N.;Nikodem, T.;Novoselov, A.;O'Hanlon, D. P.;Oblakowska Mucha, A.;Obraztsov, V.;Ogilvy, S.;OLDEMAN, RUDOLF GERHARD CHRISTIAAN;Onderwater, C. J. G.;Goicochea, J. M. Otalora;Otto, A.;Owen, P.;Oyanguren, A.;Pais, P. R.;Palano, A.;Palombo, F.;Palutan, M.;Panman, J.;Papanestis, A.;Pappagallo, M.;Pappalardo, L. L.;Parker, W.;Parkes, C.;Passaleva, G.;Pastore, A.;Patel, G. D.;Patel, M.;Patrignani, C.;Pearce, A.;Pellegrino, A.;Penso, G.;Altarelli, M. Pepe;Perazzini, S.;Perret, P.;Pescatore, L.;Petridis, K.;Petrolini, A.;Petrov, A.;Petruzzo, M.;Olloqui, E. Picatoste;Pietrzyk, B.;Pikies, M.;Pinci, D.;Pistone, A.;Piucci, A.;Playfer, S.;Casasus, M. Plo;Poikela, T.;Polci, F.;Poluektov, A.;Polyakov, I.;Polycarpo, E.;Pomery, G. J.;Popov, A.;Popov, D.;Popovici, B.;Poslavskii, S.;Potterat, C.;Price, E.;Price, J. D.;Prisciandaro, J.;Pritchard, A.;Prouve, C.;Pugatch, V.;Navarro, A. Puig;Punzi, G.;Qian, W.;Quagliani, R.;Rachwal, B.;Rademacker, J. H.;Rama, M.;Pernas, M. Ramos;Rangel, M. S.;Raniuk, I.;Raven, G.;Redi, F.;Reichert, S.;dos Reis, A. C.;Alepuz, C. Remon;Renaudin, V.;Ricciardi, S.;Richards, S.;Rihl, M.;Rinnert, K.;Molina, V. Rives;Robbe, P.;Rodrigues, A. B.;Rodrigues, E.;Lopez, J. A. Rodriguez;Perez, P. Rodriguez;Rogozhnikov, A.;Roiser, S.;Romanovskiy, V.;Vidal, A. Romero;Ronayne, J. W.;Rotondo, M.;Rudolph, M. S.;Ruf, T.;Valls, P. Ruiz;Silva, J. J. Saborido;Sadykhov, E.;Sagidova, N.;SAITTA, BIAGIO;Guimaraes, V. Salustino;Mayordomo, C. Sanchez;Sedes, B. Sanmartin;Santacesaria, R.;Rios, C. Santamarina;Santimaria, M.;Santovetti, E.;Sarti, A.;Satriano, C.;Satta, A.;Saunders, D. M.;Savrina, D.;Schael, S.;Schellenberg, M.;Schiller, M.;Schindler, H.;Schlupp, M.;Schmelling, M.;Schmelzer, T.;Schmidt, B.;Schneider, O.;Schopper, A.;Schubert, K.;Schubiger, M.;Schune, M. H.;Schwemmer, R.;Sciascia, B.;Sciubba, A.;Semennikov, A.;Sergi, A.;Serra, N.;Serrano, J.;Sestini, L.;Seyfert, P.;Shapkin, M.;Shapoval, I.;Shcheglov, Y.;Shears, T.;Shekhtman, L.;Shevchenko, V.;Shires, A.;Siddi, B. G.;Coutinho, R. Silva;de Oliveira, L. Silva;Simi, G.;Simone, S.;Sirendi, M.;Skidmore, N.;Skwarnicki, T.;Smith, E.;Smith, I. T.;Smith, J.;Smith, M.;Snoek, H.;Sokoloff, M. D.;Soler, F. J. P.;Souza, D.;De Paula, B. Souza;Spaan, B.;Spradlin, P.;Sridharan, S.;Stagni, F.;Stahl, M.;Stahl, S.;Stefko, P.;Stefkova, S.;Steinkamp, O.;Stemmle, S.;Stenyakin, O.;Stevenson, S.;Stoica, S.;Stone, S.;Storaci, B.;Stracka, S.;Straticiuc, M.;Straumann, U.;Sun, L.;Sutcliffe, W.;Swientek, K.;Syropoulos, V.;Szczekowski, M.;Szumlak, T.;T'Jampens, S.;Tayduganov, A.;Tekampe, T.;Tellarini, G.;Teubert, F.;Thomas, C.;Thomas, E.;van Tilburg, J.;Tilley, M. J.;Tisserand, V.;Tobin, M.;Tolk, S.;Tomassetti, L.;Tonelli, D.;Topp Joergensen, S.;Toriello, F.;Tournefier, E.;Tourneur, S.;Trabelsi, K.;Traill, M.;Tran, M. T.;Tresch, M.;Trisovic, A.;Tsaregorodtsev, A.;Tsopelas, P.;Tully, A.;Tuning, N.;Ukleja, A.;Ustyuzhanin, A.;Uwer, U.;VACCA, CLAUDIA;Vagnoni, V.;Valat, S.;Valenti, G.;Vallier, A.;Gomez, R. Vazquez;Regueiro, P. Vazquez;Vecchi, S.;van Veghel, M.;Velthuis, J. J.;Veltri, M.;Veneziano, G.;Venkateswaran, A.;Vernet, M.;Vesterinen, M.;Viaud, B.;Vieira, D.;Diaz, M. Vieites;Vilasis Cardona, X.;Volkov, V.;Vollhardt, A.;Voneki, B.;Voong, D.;Vorobyev, A.;Vorobyev, V.;Voss, C.;de Vries, J. A.;Sierra, C. Vazquez;Waldi, R.;Wallace, C.;Wallace, R.;Walsh, J.;Wang, J.;Ward, D. R.;Wark, H. M.;Watson, N. K.;Websdale, D.;Weiden, A.;Whitehead, M.;Wicht, J.;Wilkinson, G.;Wilkinson, M.;Williams, M.;Williams, M. P.;Williams, M.;Williams, T.;Wilson, F. F.;Wimberley, J.;Wishahi, J.;Wislicki, W.;Witek, M.;Wormser, G.;Wotton, S. A.;Wraight, K.;Wright, S.;Wyllie, K.;Xie, Y.;Xing, Z.;Xu, Z.;Yang, Z.;Yin, H.;Yu, J.;Yuan, X.;Yushchenko, O.;Zangoli, M.;Zarebski, K. A.;Zavertyaev, M.;Zhang, L.;Zhang, Y.;Zhang, Y.;Zhelezov, A.;Zheng, Y.;Zhokhov, A.;Zhu, X.;Zhukov, V.;Zucchelli, S.

2016-01-01

---

Abstract

The Dalitz plot analysis technique is used to study the resonant substructures of B- -> D+pi(-)pi(-) decays in a data sample corresponding to 3.0 fb(-1) of pp collision data recorded by the LHCb experiment during 2011 and 2012. A model-independent analysis of the angular moments demonstrates the presence of resonances with spins 1, 2 and 3 at high D+pi(-) mass. The data are fitted with an amplitude model composed of a quasi-model-independent function to describe the D+pi(-) S wave together with virtual contributions from the D*(2007)(0) and B*(0) states, and components corresponding to the D-2*(2460)(0), D-1*(2680)(0), D-3*(2760)(0) and D-2*(3000)(0) resonances. The masses and widths of these resonances are determined together with the branching fractions for their production in B- -> D+pi(-)pi(-) decays. The D+pi(-) S wave has phase motion consistent with that expected due to the presence of the D-0*(2400)(0) state. These results constitute the first observations of the D-3*(2760)(0) and D-2*(3000)(0) resonances, with significances of 10 sigma and 6.6 sigma, respectively.