Observation of J/psi phi Structures Consistent with Exotic States from Amplitude Analysis of B+ -> J/psi phi K+ 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 Jr. 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.;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.;Calvo Gomez M.;Campana P.;Perez D. Campora;Capriotti L.;Carbone A.;Carboni G.;Cardinale R.;Cardini A.;Carniti P.;Carson L.;Carvalho Akiba K.;Casse G.;Cassina L.;Garcia L. Castillo;Cattaneo M.;Cauet Ch.;Cavallero G.;Cenci R.;Charles M.;Charpentier Ph.;Chatzikonstantinidis G.;Chefdeville M.;Chen S.;Cheung S. -F.;Chobanova V.;Chrzaszcz M.;Cid Vidal X.;Ciezarek G.;Clarke P. E. L.;Clemencic M.;Cliff H. V.;Closier J.;Coco V.;Cogan J.;Cogneras E.;Cogoni V.;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.;Cruz Torres M.;Cunliffe S.;Currie R.;D'Ambrosio C.;Dall'Occo E.;Dalseno J.;David P. N. Y.;Davis A.;De Aguiar Francisco;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;Dijkstra H.;Dordei F.;Dorigo M.;Dosil Suarez A.;Dovbnya A.;Dreimanis K.;Dufour L.;Dujany G.;Dungs K.;Durante P.;Dzhelyadin R.;Dziurda A.;Dzyuba A.;Deleage N.;Easo S.;Egede U.;Egorychev V.;Eidelman S.;Eisenhardt S.;Eitschberger U.;Ekelhof R.;Eklund L.;Elsasser Ch.;Ely S.;Esen S.;Evans H. M.;Evans T.;Falabella A.;Farley N.;Farry S.;Fay R.;Fazzini D.;Ferguson D.;Fernandez Albor V.;Ferrari F.;Ferreira Rodrigues F.;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.;Frank M.;Frei C.;Fu J.;Furfaro E.;Farber C.;Gallas Torreira A.;Galli D.;Gallorini S.;Gambetta S.;Gandelman M.;Gandini P.;Gao Y.;Garcia Pardinas J.;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 Ph.;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;Graciani Diaz R.;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 Yu.;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.;Hernando Morata J. A.;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.;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.;Langhans B.;Latham T.;Lazzeroni C.;Le Gac R.;van Leerdam J.;Lees J. -P.;Leflat A.;Lefrancois J.;Lefevre R.;Lemaitre F.;Lemos Cid E.;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.;Lucio Martinez M.;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 G.;Mancinelli G.;Manning P.;Maratas J.;Marchand J. F.;Marconi U.;Marin Benito C.;Marino P.;Marks J.;Martellotti G.;Martin M.;Martinelli M.;Martinez Santos D.;Martinez Vidal F.;Martins Tostes D.;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.;Molina Rodriguez J.;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.;Muller D.;Mueller J.;Muller 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 R.;Onderwater C. J. G.;Otalora Goicochea J. M.;Otto A.;Owen P.;Oyanguren A.;Pais P. R.;Palano A.;Palombo F.;Palutan M.;Panman J.;Papanestis A.;Pappagallo M.;Pappalardo L. L.;Pappenheimer C.;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.;Picatoste Olloqui E.;Pietrzyk B.;Pikies M.;Pinci D.;Pistone A.;Piucci A.;Playfer S.;Plo Casasus M.;Poikela T.;Polci F.;Poluektov A.;Polyakov I.;Polycarpo E.;Pomery G. J.;Popov A.;Popov D.;Popovici B.;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.;Ramos Pernas M.;Rangel M. S.;Raniuk I.;Raven G.;Redi F.;Reichert S.;dos Reis A. C.;Remon Alepuz C.;Renaudin V.;Ricciardi S.;Richards S.;Rihl M.;Rinnert K.;Rives Molina V.;Robbe P.;Rodrigues A. B.;Rodrigues E.;Lopez J. A. Rodriguez;Perez P. Rodriguez;Rogozhnikov A.;Roiser S.;Romanovskiy V.;Romero Vidal A.;Ronayne J. W.;Rotondo M.;Ruf T.;Ruiz Valls P.;Saborido Silva J. J.;Sadykhov E.;Sagidova N.;Saitta B.;Salustino Guimaraes V.;Sanchez Mayordomo C.;Sanmartin Sedes B.;Santacesaria R.;Santamarina Rios C.;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;Silva de Oliveira L.;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.;Souza De Paula B.;Spaan B.;Spradlin P.;Sridharan S.;Stagni F.;Stahl M.;Stahl S.;Stefko P.;Stefkova S.;Steinkamp O.;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.;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 C.;Vagnoni V.;Valat S.;Valenti G.;Vallier A.;Gomez;R. Vazquez;Vazquez Regueiro P.;Vecchi S.;van Veghel M.;Velthuis J. J.;Veltri M.;Veneziano G.;Venkateswaran A.;Vernet M.;Vesterinen M.;Viaud B.;Vieira D.;Vieites Diaz M.;Vilasis-Cardona X.;Volkov V.;Vollhardt A.;Voneki B.;Voong D.;Vorobyev A.;Vorobyev V.;Voss C.;de Vries J. A.;Vazquez Sierra C.;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.;Zhukov V.;Zucchelli S.;LHCb Collaboration

2017-01-01

---

Abstract

The first full amplitude analysis of B+ -> J/psi phi K+ with J/psi -> mu(+)mu(-) phi -> K+K- decays is performed with a data sample of 3 fb(-1) of pp collision data collected at root s = 7, 8 TeV with the LHCb detector. The data cannot be described by a model that contains only excited kaon states decaying into phi K+ , four J/psi phi structures are observed each with significance over 5 standard deviations. The quantum numbers of these structures are determined with significance of at least 4 standard deviations. The lightest has mass consistent with but width much larger than previous measurements of the claimed X(4140) state.