Observation of Two New Excited Ξb0 States Decaying to Λb0 K-π+

Aaij R.;Abdelmotteleb A. S. W.;Abellan Beteta C.;Ackernley T.;Adeva B.;Adinolfi M.;Afsharnia H.;Agapopoulou C.;Aidala C. A.;Aiola S.;Ajaltouni Z.;Akar S.;Albrecht J.;Alessio F.;Alexander M.;Alfonso Albero A.;Aliouche Z.;Alkhazov G.;Alvarez Cartelle P.;Amato S.;Amey J. L.;Amhis Y.;An L.;Anderlini L.;Andreianov A.;Andreotti M.;Archilli F.;Artamonov A.;Artuso M.;Arzymatov K.;Aslanides E.;Atzeni M.;Audurier B.;Bachmann S.;Bachmayer M.;Back J. J.;Baladron Rodriguez P.;Balagura V.;Baldini W.;Baptista Leite J.;Barbetti M.;Barlow R. J.;Barsuk S.;Barter W.;Bartolini M.;Baryshnikov F.;Basels J. M.;Bashir S.;Bassi G.;Batsukh B.;Battig A.;Bay A.;Beck A.;Becker M.;Bedeschi F.;Bediaga I.;Beiter A.;Belavin V.;Belin S.;Bellee V.;Belous K.;Belov I.;Belyaev I.;Bencivenni G.;Ben-Haim E.;Berezhnoy A.;Bernet R.;Berninghoff D.;Bernstein H. C.;Bertella C.;Bertolin A.;Betancourt C.;Betti F.;Bezshyiko I.;Bhasin S.;Bhom J.;Bian L.;Bieker M. S.;Bifani S.;Billoir P.;Birch M.;Bishop F. C. R.;Bitadze A.;Bizzeti A.;Bjorn M.;Blago M. P.;Blake T.;Blanc F.;Blusk S.;Bobulska D.;Boelhauve J. A.;Boente Garcia O.;Boettcher T.;Boldyrev A.;Bondar A.;Bondar N.;Borghi S.;Borisyak M.;Borsato M.;Borsuk J. T.;Bouchiba S. A.;Bowcock T. J. V.;Boyer A.;Bozzi C.;Bradley M. J.;Braun S.;Brea Rodriguez A.;Brodski M.;Brodzicka J.;Brossa Gonzalo A.;Brundu D.;Buonaura A.;Buonincontri L.;Burke A. T.;Burr C.;Bursche A.;Butkevich A.;Butter J. S.;Buytaert J.;Byczynski W.;Cadeddu S.;Cai H.;Calabrese R.;Calefice L.;Calero Diaz L.;Cali S.;Calladine R.;Calvi M.;Calvo Gomez M.;Camargo Magalhaes P.;Campana P.;Campoverde Quezada A. F.;Capelli S.;Capriotti L.;Carbone A.;Carboni G.;Cardinale R.;Cardini A.;Carli I.;Carniti P.;Carus L.;Carvalho Akiba K.;Casais Vidal A.;Casse G.;Cattaneo M.;Cavallero G.;Celani S.;Cerasoli J.;Cervenkov D.;Chadwick A. J.;Chapman M. G.;Charles M.;Charpentier P.;Chatzikonstantinidis G.;Chavez Barajas C. A.;Chefdeville M.;Chen C.;Chen S.;Chernov A.;Chobanova V.;Cholak S.;Chrzaszcz M.;Chubykin A.;Chulikov V.;Ciambrone P.;Cicala M. F.;Cid Vidal X.;Ciezarek G.;Clarke P. E. L.;Clemencic M.;Cliff H. V.;Closier J.;Cobbledick J. L.;Coco V.;Coelho J. A. B.;Cogan J.;Cogneras E.;Cojocariu L.;Collins P.;Colombo T.;Congedo L.;Contu A.;Cooke N.;Coombs G.;Corredoira I.;Corti G.;Costa Sobral C. M.;Couturier B.;Craik D. C.;Crkovska J.;Cruz Torres M.;Currie R.;Da Silva C. L.;Dadabaev S.;Dai L.;Dall'occo E.;Dalseno J.;D'Ambrosio C.;Danilina A.;D'Argent P.;Davies J. E.;Davis A.;De Aguiar Francisco O.;De Bruyn K.;De Capua S.;De Cian M.;De Miranda J. M.;De Paula L.;De Serio M.;De Simone D.;De Simone P.;De Vries J. A.;Dean C. T.;Decamp D.;Dedu V.;Del Buono L.;Delaney B.;Dembinski H. -P.;Dendek A.;Denysenko V.;Derkach D.;Deschamps O.;Desse F.;Dettori F.;Dey B.;Di Cicco A.;Di Nezza P.;Didenko S.;Dieste Maronas L.;Dijkstra H.;Dobishuk V.;Dong C.;Donohoe A. M.;Dordei F.;Dos Reis A. C.;Douglas L.;Dovbnya A.;Downes A. G.;Dudek M. W.;Dufour L.;Duk V.;Durante P.;Durham J. M.;Dutta D.;Dziurda A.;Dzyuba A.;Easo S.;Egede U.;Egorychev V.;Eidelman S.;Eisenhardt S.;Ek-In S.;Eklund L.;Ely S.;Ene A.;Epple E.;Escher S.;Eschle J.;Esen S.;Evans T.;Falabella A.;Fan J.;Fan Y.;Fang B.;Farry S.;Fazzini D.;Feo M.;Fernandez Prieto A.;Fernez A. D.;Ferrari F.;Ferreira Lopes L.;Ferreira Rodrigues F.;Ferreres Sole S.;Ferrillo M.;Ferro-Luzzi M.;Filippov S.;Fini R. A.;Fiorini M.;Firlej M.;Fischer K. M.;Fitzgerald D. S.;Fitzpatrick C.;Fiutowski T.;Fkiaras A.;Fleuret F.;Fontana M.;Fontanelli F.;Forty R.;Foulds-Holt D.;Franco Lima V.;Franco Sevilla M.;Frank M.;Franzoso E.;Frau G.;Frei C.;Friday D. A.;Fu J.;Fuehring Q.;Gabriel E.;Gallas Torreira A.;Galli D.;Gambetta S.;Gan Y.;Gandelman M.;Gandini P.;Gao Y.;Garau M.;Garcia Martin L. M.;Garcia Moreno P.;Garcia Pardinas J.;Garcia Plana B.;Garcia Rosales F. A.;Garrido L.;Gaspar C.;Geertsema R. E.;Gerick D.;Gerken L. L.;Gersabeck E.;Gersabeck M.;Gershon T.;Gerstel D.;Ghez P.;Giambastiani L.;Gibson V.;Giemza H. K.;Gilman A. L.;Giovannetti M.;Gioventu A.;Gironella Gironell P.;Giubega L.;Giugliano C.;Gizdov K.;Gkougkousis E. L.;Gligorov V. V.;Gobel C.;Golobardes E.;Golubkov D.;Golutvin A.;Gomes A.;Gomez Fernandez S.;Goncalves Abrantes F.;Goncerz M.;Gong G.;Gorbounov P.;Gorelov I. V.;Gotti C.;Govorkova E.;Grabowski J. P.;Grammatico T.;Granado Cardoso L. A.;Grauges E.;Graverini E.;Graziani G.;Grecu A.;Greeven L. M.;Grieser N. A.;Grillo L.;Gromov S.;Gruberg Cazon B. R.;Gu C.;Guarise M.;Guittiere M.;Gunther P. A.;Gushchin E.;Guth A.;Guz Y.;Gys T.;Hadavizadeh T.;Haefeli G.;Haen C.;Haimberger J.;Halewood-Leagas T.;Hamilton P. M.;Hammerich J. P.;Han Q.;Han X.;Hancock T. H.;Hansmann-Menzemer S.;Harnew N.;Harrison T.;Hasse C.;Hatch M.;He J.;Hecker M.;Heijhoff K.;Heinicke K.;Hennequin A. M.;Hennessy K.;Henry L.;Heuel J.;Hicheur A.;Hill D.;Hilton M.;Hollitt S. E.;Hou R.;Hou Y.;Hu J.;Hu J.;Hu W.;Hu X.;Huang W.;Huang X.;Hulsbergen W.;Hunter R. J.;Hushchyn M.;Hutchcroft D.;Hynds D.;Ibis P.;Idzik M.;Ilin D.;Ilten P.;Inglessi A.;Ishteev A.;Ivshin K.;Jacobsson R.;Jage H.;Jakobsen S.;Jans E.;Jashal B. K.;Jawahery A.;Jevtic V.;Jiang F.;John M.;Johnson D.;Jones C. R.;Jones T. P.;Jost B.;Jurik N.;Kalavan Kadavath S. H.;Kandybei S.;Kang Y.;Karacson M.;Karpov M.;Keizer F.;Keller D. M.;Kenzie M.;Ketel T.;Khanji B.;Kharisova A.;Kholodenko S.;Kirn T.;Kirsebom V. S.;Kitouni O.;Klaver S.;Kleijne N.;Klimaszewski K.;Kmiec M. R.;Koliiev S.;Kondybayeva A.;Konoplyannikov A.;Kopciewicz P.;Kopecna R.;Koppenburg P.;Korolev M.;Kostiuk I.;Kot O.;Kotriakhova S.;Kravchenko P.;Kravchuk L.;Krawczyk R. D.;Kreps M.;Kress F.;Kretzschmar S.;Krokovny P.;Krupa W.;Krzemien W.;Kucewicz W.;Kucharczyk M.;Kudryavtsev V.;Kuindersma H. S.;Kunde G. J.;Kvaratskheliya T.;Lacarrere D.;Lafferty G.;Lai A.;Lampis A.;Lancierini D.;Lane J. J.;Lane R.;Lanfranchi G.;Langenbruch C.;Langer J.;Lantwin O.;Latham T.;Lazzari F.;Le Gac R.;Lee S. H.;Lefevre R.;Leflat A.;Legotin S.;Leroy O.;Lesiak T.;Leverington B.;Li H.;Li P.;Li S.;Li Y.;Li Z.;Liang X.;Lin T.;Lindner R.;Lisovskyi V.;Litvinov R.;Liu G.;Liu H.;Liu Q.;Liu S.;Lobo Salvia A.;Loi A.;Lomba Castro J.;Longstaff I.;Lopes J. H.;Lopez Solino S.;Lovell G. H.;Lu Y.;Lucarelli C.;Lucchesi D.;Luchuk S.;Lucio Martinez M.;Lukashenko V.;Luo Y.;Lupato A.;Luppi E.;Lupton O.;Lusiani A.;Lyu X.;Ma L.;Ma R.;Maccolini S.;Machefert F.;Maciuc F.;Macko V.;Mackowiak P.;Maddrell-Mander S.;Madejczyk O.;Madhan Mohan L. R.;Maev O.;Maevskiy A.;Maisuzenko D.;Majewski M. W.;Malczewski J. J.;Malde S.;Malecki B.;Malinin A.;Maltsev T.;Malygina H.;Manca G.;Mancinelli G.;Manuzzi D.;Marangotto D.;Maratas J.;Marchand J. F.;Marconi U.;Mariani S.;Marin Benito C.;Marinangeli M.;Marks J.;Marshall A. M.;Marshall P. J.;Martelli G.;Martellotti G.;Martinazzoli L.;Martinelli M.;Martinez Santos D.;Martinez Vidal F.;Massafferri A.;Materok M.;Matev R.;Mathad A.;Mathe Z.;Matiunin V.;Matteuzzi C.;Mattioli K. R.;Mauri A.;Maurice E.;Mauricio J.;Mazurek M.;Mccann M.;Mcconnell L.;Mcgrath T. H.;Mchugh N. T.;Mcnab A.;Mcnulty R.;Mead J. V.;Meadows B.;Meier G.;Meinert N.;Melnychuk D.;Meloni S.;Merk M.;Merli A.;Meyer Garcia L.;Mikhasenko M.;Milanes D. A.;Millard E.;Milovanovic M.;Minard M. -N.;Minotti A.;Minzoni L.;Mitchell S. E.;Mitreska B.;Mitzel D. S.;Modden A.;Mohammed R. A.;Moise R. D.;Mombacher T.;Monroy I. A.;Monteil S.;Morandin M.;Morello G.;Morello M. J.;Moron J.;Morris A. B.;Morris A. G.;Mountain R.;Mu H.;Muheim F.;Mulder M.;Muller D.;Muller K.;Murphy C. H.;Murray D.;Muzzetto P.;Naik P.;Nakada T.;Nandakumar R.;Nanut T.;Nasteva I.;Needham M.;Neri I.;Neri N.;Neubert S.;Neufeld N.;Newcombe R.;Nguyen T. D.;Nguyen-Mau C.;Niel E. M.;Nieswand S.;Nikitin N.;Nolte N. S.;Normand C.;Nunez C.;Oblakowska-Mucha A.;Obraztsov V.;Oeser T.;O'hanlon D. P.;Okamura S.;Oldeman R.;Oliva F.;Olivares M. E.;Onderwater C. J. G.;O'neil R. H.;Ossowska A.;Otalora Goicochea J. M.;Ovsiannikova T.;Owen P.;Oyanguren A.;Padeken K. O.;Pagare B.;Pais P. R.;Pajero T.;Palano A.;Palutan M.;Pan Y.;Panshin G.;Papanestis A.;Pappagallo M.;Pappalardo L. L.;Pappenheimer C.;Parker W.;Parkes C.;Passalacqua B.;Passaleva G.;Pastore A.;Patel M.;Patrignani C.;Pawley C. J.;Pearce A.;Pellegrino A.;Pepe Altarelli M.;Perazzini S.;Pereima D.;Pereiro Castro A.;Perret P.;Petric M.;Petridis K.;Petrolini A.;Petrov A.;Petrucci S.;Petruzzo M.;Pham T. T. H.;Philippov A.;Pica L.;Piccini M.;Pietrzyk B.;Pietrzyk G.;Pili M.;Pinci D.;Pisani F.;Pizzichemi M.;Resmi P. K.;Placinta V.;Plews J.;Plo Casasus M.;Polci F.;Poli Lener M.;Poliakova M.;Poluektov A.;Polukhina N.;Polyakov I.;Polycarpo E.;Ponce S.;Popov D.;Popov S.;Poslavskii S.;Prasanth K.;Promberger L.;Prouve C.;Pugatch V.;Puill V.;Pullen H.;Punzi G.;Qi H.;Qian W.;Qin J.;Qin N.;Quagliani R.;Quintana B.;Raab N. V.;Rabadan Trejo R. I.;Rachwal B.;Rademacker J. H.;Rama M.;Ramos Pernas M.;Rangel M. S.;Ratnikov F.;Raven G.;Reboud M.;Redi F.;Reiss F.;Remon Alepuz C.;Ren Z.;Renaudin V.;Ribatti R.;Ricciardi S.;Rinnert K.;Robbe P.;Robertson G.;Rodrigues A. B.;Rodrigues E.;Rodriguez Lopez J. A.;Rodriguez Rodriguez E. R. R.;Rollings A.;Roloff P.;Romanovskiy V.;Romero Lamas M.;Romero Vidal A.;Roth J. D.;Rotondo M.;Rudolph M. S.;Ruf T.;Ruiz Fernandez R. A.;Ruiz Vidal J.;Ryzhikov A.;Ryzka J.;Saborido Silva J. J.;Sagidova N.;Sahoo N.;Saitta B.;Salomoni M.;Sanchez Gras C.;Santacesaria R.;Santamarina Rios C.;Santimaria M.;Santovetti E.;Saranin D.;Sarpis G.;Sarpis M.;Sarti A.;Satriano C.;Satta A.;Saur M.;Savrina D.;Sazak H.;Scantlebury Smead L. G.;Scarabotto A.;Schael S.;Scherl S.;Schiller M.;Schindler H.;Schmelling M.;Schmidt B.;Schmitt S.;Schneider O.;Schopper A.;Schubiger M.;Schulte S.;Schune M. H.;Schwemmer R.;Sciascia B.;Sellam S.;Semennikov A.;Senghi Soares M.;Sergi A.;Serra N.;Sestini L.;Seuthe A.;Shang Y.;Shangase D. M.;Shapkin M.;Shchemerov I.;Shchutska L.;Shears T.;Shekhtman L.;Shen Z.;Shevchenko V.;Shields E. B.;Shimizu Y.;Shmanin E.;Shupperd J. D.;Siddi B. G.;Silva Coutinho R.;Simi G.;Simone S.;Skidmore N.;Skwarnicki T.;Slater M. W.;Slazyk I.;Smallwood J. C.;Smeaton J. G.;Smetkina A.;Smith E.;Smith M.;Snoch A.;Soares M.;Soares Lavra L.;Sokoloff M. D.;Soler F. J. P.;Solovev A.;Solovyev I.;Souza De Almeida F. L.;Souza De Paula B.;Spaan B.;Spadaro Norella E.;Spradlin P.;Stagni F.;Stahl M.;Stahl S.;Stanislaus S.;Steinkamp O.;Stenyakin O.;Stevens H.;Stone S.;Straticiuc M.;Strekalina D.;Suljik F.;Sun J.;Sun L.;Sun Y.;Svihra P.;Swallow P. N.;Swientek K.;Szabelski A.;Szumlak T.;Szymanski M.;Taneja S.;Tanner A. R.;Tat M. D.;Terentev A.;Teubert F.;Thomas E.;Thompson D. J. D.;Thomson K. A.;Tisserand V.;T'jampens S.;Tobin M.;Tomassetti L.;Tong X.;Torres Machado D.;Tou D. Y.;Tran M. T.;Trifonova E.;Trippl C.;Tuci G.;Tully A.;Tuning N.;Ukleja A.;Unverzagt D. J.;Ursov E.;Usachov A.;Ustyuzhanin A.;Uwer U.;Vagner A.;Vagnoni V.;Valassi A.;Valenti G.;Valls Canudas N.;Van Beuzekom M.;Van Dijk M.;Van Herwijnen E.;Van Hulse C. B.;Van Veghel M.;Vazquez Gomez R.;Vazquez Regueiro P.;Vazquez Sierra C.;Vecchi S.;Velthuis J. J.;Veltri M.;Venkateswaran A.;Veronesi M.;Vesterinen M.;Vieira D.;Vieites Diaz M.;Viemann H.;Vilasis-Cardona X.;Vilella Figueras E.;Villa A.;Vincent P.;Volle F. C.;Vom Bruch D.;Vorobyev A.;Vorobyev V.;Voropaev N.;Vos K.;Waldi R.;Walsh J.;Wang C.;Wang J.;Wang J.;Wang J.;Wang J.;Wang M.;Wang R.;Wang Y.;Wang Z.;Wang Z.;Wang Z.;Ward J. A.;Watson N. K.;Weber S. G.;Websdale D.;Weisser C.;Westhenry B. D. C.;White D. J.;Whitehead M.;Wiederhold A. R.;Wiedner D.;Wilkinson G.;Wilkinson M.;Williams I.;Williams M.;Williams M. R. J.;Wilson F. F.;Wislicki W.;Witek M.;Witola L.;Wormser G.;Wotton S. A.;Wu H.;Wyllie K.;Xiang Z.;Xiao D.;Xie Y.;Xu A.;Xu J.;Xu L.;Xu M.;Xu Q.;Xu Z.;Xu Z.;Yang D.;Yang S.;Yang Y.;Yang Z.;Yang Z.;Yao Y.;Yeomans L. E.;Yin H.;Yu J.;Yuan X.;Yushchenko O.;Zaffaroni E.;Zavertyaev M.;Zdybal M.;Zenaiev O.;Zeng M.;Zhang D.;Zhang L.;Zhang S.;Zhang S.;Zhang Y.;Zhang Y.;Zharkova A.;Zhelezov A.;Zheng Y.;Zhou T.;Zhou X.;Zhou Y.;Zhovkovska V.;Zhu X.;Zhu X.;Zhu Z.;Zhukov V.;Zonneveld J. B.;Zou Q.;Zucchelli S.;Zuliani D.;Zunica G.

2022-01-01

---

Abstract

Two narrow resonant states are observed in the Λb0K-π+ mass spectrum using a data sample of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, collected by the LHCb experiment and corresponding to an integrated luminosity of 6 fb-1. The minimal quark content of the Λb0K-π+ system indicates that these are excited Ξb0 baryons. The masses of the Ξb(6327)0 and Ξb(6333)0 states are m[Ξb(6327)0]=6327.28-0.21+0.23±0.12±0.24 and m[Ξb(6333)0]=6332.69-0.18+0.17±0.03±0.22 MeV, respectively, with a mass splitting of Δm=5.41-0.27+0.26±0.12 MeV, where the uncertainties are statistical, systematic, and due to the Λb0 mass measurement. The measured natural widths of these states are consistent with zero, with upper limits of Γ[Ξb(6327)0]<2.20(2.56) and Γ[Ξb(6333)0]<1.60(1.92) MeV at a 90% (95%) credibility level. The significance of the two-peak hypothesis is larger than nine (five) Gaussian standard deviations compared to the no-peak (one-peak) hypothesis. The masses, widths, and resonant structure of the new states are in good agreement with the expectations for a doublet of 1D Ξb0 resonances.