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. 2019 Jun 7;122(22):222001.
doi: 10.1103/PhysRevLett.122.222001.

Observation of a Narrow Pentaquark State, P_{c}(4312)^{+}, and of the Two-Peak Structure of the P_{c}(4450)^{+}

R Aaij  1 , C Abellán Beteta  2 , B Adeva  3 , M Adinolfi  4 , C A Aidala  5 , Z Ajaltouni  6 , S Akar  7 , P Albicocco  8 , J Albrecht  9 , F Alessio  10 , M Alexander  11 , A Alfonso Albero  12 , G Alkhazov  13 , P Alvarez Cartelle  14 , A A Alves  3 , S Amato  15 , Y Amhis  16 , L An  17 , L Anderlini  17 , G Andreassi  18 , M Andreotti  19 , J E Andrews  20 , F Archilli  8 , P d'Argent  21 , J Arnau Romeu  22 , A Artamonov  23 , M Artuso  24 , K Arzymatov  25 , E Aslanides  22 , M Atzeni  2 , B Audurier  26 , S Bachmann  21 , J J Back  27 , S Baker  14 , V Balagura  16 , W Baldini  19   10 , A Baranov  25 , R J Barlow  28 , S Barsuk  16 , W Barter  14 , M Bartolini  29 , F Baryshnikov  30 , V Batozskaya  31 , B Batsukh  24 , A Battig  9 , V Battista  18 , A Bay  18 , F Bedeschi  32 , I Bediaga  33 , A Beiter  24 , L J Bel  1 , V Belavin  25 , S Belin  26 , N Beliy  34 , V Bellee  18 , N Belloli  35 , K Belous  23 , I Belyaev  36 , E Ben-Haim  37 , G Bencivenni  8 , S Benson  1 , S Beranek  38 , A Berezhnoy  39 , R Bernet  2 , D Berninghoff  21 , E Bertholet  37 , A Bertolin  40 , C Betancourt  2 , F Betti  41 , M O Bettler  42 , M van Beuzekom  1 , Ia Bezshyiko  2 , S Bhasin  4 , J Bhom  43 , M S Bieker  9 , S Bifani  44 , P Billoir  37 , A Birnkraut  9 , A Bizzeti  17 , M Bjørn  45 , M P Blago  10 , T Blake  27 , F Blanc  18 , S Blusk  24 , D Bobulska  11 , V Bocci  46 , O Boente Garcia  3 , T Boettcher  47 , A Bondar  48 , N Bondar  13 , S Borghi  10   28 , M Borisyak  25 , M Borsato  21 , M Boubdir  38 , T J V Bowcock  49 , C Bozzi  19   10 , S Braun  21 , A Brea Rodriguez  3 , M Brodski  10 , J Brodzicka  43 , A Brossa Gonzalo  27 , D Brundu  26   10 , E Buchanan  4 , A Buonaura  2 , C Burr  28 , A Bursche  26 , J S Butter  1 , J Buytaert  10 , W Byczynski  10 , S Cadeddu  26 , H Cai  50 , R Calabrese  19 , S Cali  8 , R Calladine  44 , M Calvi  35 , M Calvo Gomez  12 , A Camboni  12 , P Campana  8 , D H Campora Perez  10 , L Capriotti  41 , A Carbone  41 , G Carboni  51 , R Cardinale  29 , A Cardini  26 , P Carniti  35 , K Carvalho Akiba  15 , A Casais Vidal  3 , G Casse  49 , M Cattaneo  10 , G Cavallero  29 , R Cenci  32 , M G Chapman  4 , M Charles  37   10 , Ph Charpentier  10 , G Chatzikonstantinidis  44 , M Chefdeville  52 , V Chekalina  25 , C Chen  53 , S Chen  26 , S-G Chitic  10 , V Chobanova  3 , M Chrzaszcz  10 , A Chubykin  13 , P Ciambrone  8 , X Cid Vidal  3 , G Ciezarek  10 , F Cindolo  41 , P E L Clarke  54 , M Clemencic  10 , H V Cliff  42 , J Closier  10 , V Coco  10 , J A B Coelho  16 , J Cogan  22 , E Cogneras  6 , L Cojocariu  55 , P Collins  10 , T Colombo  10 , A Comerma-Montells  21 , A Contu  26 , G Coombs  10 , S Coquereau  12 , G Corti  10 , C M Costa Sobral  27 , B Couturier  10 , G A Cowan  54 , D C Craik  47 , A Crocombe  27 , M Cruz Torres  33 , R Currie  54 , C D'Ambrosio  10 , C L Da Silva  56 , E Dall'Occo  1 , J Dalseno  3 , A Danilina  36 , A Davis  28 , O De Aguiar Francisco  10 , K De Bruyn  10 , S De Capua  28 , M De Cian  18 , J M De Miranda  33 , L De Paula  15 , M De Serio  57 , P De Simone  8 , C T Dean  11 , W Dean  5 , D Decamp  52 , L Del Buono  37 , B Delaney  42 , H-P Dembinski  58 , M Demmer  9 , A Dendek  59 , D Derkach  60 , O Deschamps  6 , F Desse  16 , F Dettori  26 , B Dey  61 , A Di Canto  10 , P Di Nezza  8 , S Didenko  30 , H Dijkstra  10 , F Dordei  26 , M Dorigo  32 , A Dosil Suárez  3 , L Douglas  11 , A Dovbnya  62 , K Dreimanis  49 , L Dufour  10 , G Dujany  37 , P Durante  10 , J M Durham  56 , D Dutta  28 , R Dzhelyadin  23 , M Dziewiecki  21 , A Dziurda  43 , A Dzyuba  13 , S Easo  63 , U Egede  14 , V Egorychev  36 , S Eidelman  48 , S Eisenhardt  54 , U Eitschberger  9 , S Ek-In  18 , R Ekelhof  9 , L Eklund  11 , S Ely  24 , A Ene  55 , S Escher  38 , S Esen  1 , T Evans  7 , A Falabella  41 , N Farley  44 , S Farry  49 , D Fazzini  16 , P Fernandez Declara  10 , A Fernandez Prieto  3 , C Fernández-Ramírez  64 , F Ferrari  41 , L Ferreira Lopes  18 , F Ferreira Rodrigues  15 , S Ferreres Sole  1 , M Ferro-Luzzi  10 , S Filippov  65 , R A Fini  57 , M Fiorini  19 , M Firlej  59 , C Fitzpatrick  10 , T Fiutowski  59 , F Fleuret  16 , M Fontana  10 , F Fontanelli  29 , R Forty  10 , V Franco Lima  49 , M Franco Sevilla  20 , M Frank  10 , C Frei  10 , J Fu  66 , W Funk  10 , C Färber  10 , M Féo  10 , E Gabriel  54 , A Gallas Torreira  3 , D Galli  41 , S Gallorini  40 , S Gambetta  54 , Y Gan  53 , M Gandelman  15 , P Gandini  66 , Y Gao  53 , L M Garcia Martin  67 , B Garcia Plana  3 , J García Pardiñas  2 , J Garra Tico  42 , L Garrido  12 , D Gascon  12 , C Gaspar  10 , G Gazzoni  6 , D Gerick  21 , E Gersabeck  28 , M Gersabeck  28 , T Gershon  27 , D Gerstel  22 , Ph Ghez  52 , V Gibson  42 , O G Girard  18 , P Gironella Gironell  12 , L Giubega  55 , K Gizdov  54 , V V Gligorov  37 , D Golubkov  36 , A Golutvin  14   30 , A Gomes  33 , I V Gorelov  39 , C Gotti  35 , E Govorkova  1 , J P Grabowski  21 , R Graciani Diaz  12 , L A Granado Cardoso  10 , E Graugés  12 , E Graverini  18 , G Graziani  17 , A Grecu  55 , R Greim  1 , P Griffith  26 , L Grillo  28 , L Gruber  10 , B R Gruberg Cazon  45 , C Gu  53 , X Guo  68 , E Gushchin  65 , A Guth  38 , Yu Guz  23   10 , T Gys  10 , C Göbel  69 , T Hadavizadeh  45 , C Hadjivasiliou  6 , G Haefeli  18 , C Haen  10 , S C Haines  42 , B Hamilton  20 , Q Han  61 , X Han  21 , T H Hancock  45 , S Hansmann-Menzemer  21 , N Harnew  45 , T Harrison  49 , C Hasse  10 , M Hatch  10 , J He  34 , M Hecker  14 , K Heinicke  9 , A Heister  9 , K Hennessy  49 , L Henry  67 , E van Herwijnen  10 , J Heuel  38 , M Heß  70 , A Hicheur  71 , R Hidalgo Charman  28 , D Hill  45 , M Hilton  28 , P H Hopchev  18 , J Hu  21 , W Hu  61 , W Huang  34 , Z C Huard  7 , W Hulsbergen  1 , T Humair  14 , M Hushchyn  60 , D Hutchcroft  49 , D Hynds  1 , P Ibis  9 , M Idzik  59 , P Ilten  44 , A Inglessi  13 , A Inyakin  23 , K Ivshin  13 , R Jacobsson  10 , S Jakobsen  10 , J Jalocha  45 , E Jans  1 , B K Jashal  67 , A Jawahery  20 , F Jiang  53 , M John  45 , D Johnson  10 , C R Jones  42 , C Joram  10 , B Jost  10 , N Jurik  45 , S Kandybei  62 , M Karacson  10 , J M Kariuki  4 , S Karodia  11 , N Kazeev  60 , M Kecke  21 , F Keizer  42 , M Kelsey  24 , M Kenzie  42 , T Ketel  72 , B Khanji  10 , A Kharisova  73 , C Khurewathanakul  18 , K E Kim  24 , T Kirn  38 , V S Kirsebom  18 , S Klaver  8 , K Klimaszewski  31 , S Koliiev  74 , M Kolpin  21 , A Kondybayeva  30 , A Konoplyannikov  36 , R Kopecna  21 , P Koppenburg  1 , I Kostiuk  1   74 , O Kot  74 , S Kotriakhova  13 , M Kozeiha  6 , L Kravchuk  65 , M Kreps  27 , F Kress  14 , S Kretzschmar  38 , P Krokovny  48 , W Krupa  59 , W Krzemien  31 , W Kucewicz  43 , M Kucharczyk  43 , V Kudryavtsev  48 , G J Kunde  56 , A K Kuonen  18 , T Kvaratskheliya  36 , D Lacarrere  10 , G Lafferty  28 , A Lai  26 , D Lancierini  2 , G Lanfranchi  8 , C Langenbruch  38 , T Latham  27 , C Lazzeroni  44 , R Le Gac  22 , A Leflat  39 , R Lefèvre  6 , F Lemaitre  10 , O Leroy  22 , T Lesiak  43 , B Leverington  21 , H Li  68 , P-R Li  34 , X Li  56 , Y Li  75 , Z Li  24 , X Liang  24 , T Likhomanenko  76 , R Lindner  10 , P Ling  68 , F Lionetto  2 , V Lisovskyi  16 , G Liu  68 , X Liu  53 , D Loh  27 , A Loi  26 , J Lomba Castro  3 , I Longstaff  11 , J H Lopes  15 , G Loustau  2 , G H Lovell  42 , D Lucchesi  40 , M Lucio Martinez  3 , Y Luo  53 , A Lupato  40 , E Luppi  19 , O Lupton  27 , A Lusiani  32 , X Lyu  34 , R Ma  68 , F Machefert  16 , F Maciuc  55 , V Macko  18 , P Mackowiak  9 , S Maddrell-Mander  4 , O Maev  13   10 , K Maguire  28 , D Maisuzenko  13 , M W Majewski  59 , S Malde  45 , B Malecki  10 , A Malinin  76 , T Maltsev  48 , H Malygina  21 , G Manca  26 , G Mancinelli  22 , D Marangotto  66 , J Maratas  6 , J F Marchand  52 , U Marconi  41 , C Marin Benito  16 , M Marinangeli  18 , P Marino  18 , J Marks  21 , P J Marshall  49 , G Martellotti  46 , L Martinazzoli  10 , M Martinelli  35   10 , D Martinez Santos  3 , F Martinez Vidal  67 , A Massafferri  33 , M Materok  38 , R Matev  10 , A Mathad  2 , Z Mathe  10 , V Matiunin  36 , C Matteuzzi  35 , K R Mattioli  5 , A Mauri  2 , E Maurice  16 , B Maurin  18 , M McCann  10   14 , A McNab  28 , R McNulty  77 , J V Mead  49 , B Meadows  7 , C Meaux  22 , N Meinert  70 , D Melnychuk  31 , M Merk  1 , A Merli  66 , E Michielin  40 , M Mikhasenko  10 , D A Milanes  78 , E Millard  27 , M-N Minard  52 , L Minzoni  19 , D S Mitzel  21 , A Mogini  37 , R D Moise  14 , T Mombächer  9 , I A Monroy  78 , S Monteil  6 , M Morandin  40 , G Morello  8 , M J Morello  32 , J Moron  59 , A B Morris  22 , R Mountain  24 , H Mu  53 , F Muheim  54 , M Mukherjee  61 , M Mulder  1 , C H Murphy  45 , D Murray  28 , A Mödden  9 , D Müller  10 , J Müller  9 , K Müller  2 , V Müller  9 , P Naik  4 , T Nakada  18 , R Nandakumar  63 , A Nandi  45 , T Nanut  18 , I Nasteva  15 , M Needham  54 , N Neri  66 , S Neubert  21 , N Neufeld  10 , R Newcombe  14 , T D Nguyen  18 , C Nguyen-Mau  18 , S Nieswand  38 , R Niet  9 , N Nikitin  39 , N S Nolte  10 , D P O'Hanlon  41 , A Oblakowska-Mucha  59 , V Obraztsov  23 , S Ogilvy  11 , R Oldeman  26 , C J G Onderwater  79 , J D Osborn  5 , A Ossowska  43 , J M Otalora Goicochea  15 , T Ovsiannikova  36 , P Owen  2 , A Oyanguren  67 , P R Pais  18 , T Pajero  32 , A Palano  57 , M Palutan  8 , G Panshin  73 , A Papanestis  63 , M Pappagallo  54 , L L Pappalardo  19 , W Parker  20 , C Parkes  10   28 , G Passaleva  17   10 , A Pastore  57 , M Patel  14 , C Patrignani  41 , A Pearce  10 , A Pellegrino  1 , G Penso  46 , M Pepe Altarelli  10 , S Perazzini  41 , D Pereima  36 , P Perret  6 , L Pescatore  18 , K Petridis  4 , A Petrolini  29 , A Petrov  76 , S Petrucci  54 , M Petruzzo  66 , B Pietrzyk  52 , G Pietrzyk  18 , M Pikies  43 , M Pili  45 , A Pilloni  80 , D Pinci  46 , J Pinzino  10 , F Pisani  10 , A Piucci  21 , V Placinta  55 , S Playfer  54 , J Plews  44 , M Plo Casasus  3 , F Polci  37 , M Poli Lener  8 , M Poliakova  24 , A Poluektov  22 , N Polukhina  30 , I Polyakov  24 , E Polycarpo  15 , G J Pomery  4 , S Ponce  10 , A Popov  23 , D Popov  44 , S Poslavskii  23 , E Price  4 , C Prouve  3 , V Pugatch  74 , A Puig Navarro  2 , H Pullen  45 , G Punzi  32 , W Qian  34 , J Qin  34 , R Quagliani  37 , B Quintana  6 , N V Raab  77 , B Rachwal  59 , J H Rademacker  4 , M Rama  32 , M Ramos Pernas  3 , M S Rangel  15 , F Ratnikov  25   60 , G Raven  72 , M Ravonel Salzgeber  10 , M Reboud  52 , F Redi  18 , S Reichert  9 , A C Dos Reis  33 , F Reiss  37 , C Remon Alepuz  67 , Z Ren  53 , V Renaudin  45 , S Ricciardi  63 , S Richards  4 , K Rinnert  49 , P Robbe  16 , A Robert  37 , A B Rodrigues  18 , E Rodrigues  7 , J A Rodriguez Lopez  78 , M Roehrken  10 , S Roiser  10 , A Rollings  45 , V Romanovskiy  23 , A Romero Vidal  3 , J D Roth  5 , M Rotondo  8 , M S Rudolph  24 , T Ruf  10 , J Ruiz Vidal  67 , J J Saborido Silva  3 , N Sagidova  13 , B Saitta  26 , V Salustino Guimaraes  69 , C Sanchez Gras  1 , C Sanchez Mayordomo  67 , B Sanmartin Sedes  3 , R Santacesaria  46 , C Santamarina Rios  3 , M Santimaria  8   10 , E Santovetti  51 , G Sarpis  28 , A Sarti  8 , C Satriano  46 , A Satta  51 , M Saur  34 , D Savrina  36   39 , S Schael  38 , M Schellenberg  9 , M Schiller  11 , H Schindler  10 , M Schmelling  58 , T Schmelzer  9 , B Schmidt  10 , O Schneider  18 , A Schopper  10 , H F Schreiner  7 , M Schubiger  1 , S Schulte  18 , M H Schune  16 , R Schwemmer  10 , B Sciascia  8 , A Sciubba  46 , A Semennikov  36 , E S Sepulveda  37 , A Sergi  10   44 , N Serra  2 , J Serrano  22 , L Sestini  40 , A Seuthe  9 , P Seyfert  10 , M Shapkin  23 , T Shears  49 , L Shekhtman  48 , V Shevchenko  76 , E Shmanin  30 , B G Siddi  19 , R Silva Coutinho  2 , L Silva de Oliveira  15 , G Simi  40 , S Simone  57 , I Skiba  19 , N Skidmore  21 , T Skwarnicki  24 , M W Slater  44 , J G Smeaton  42 , E Smith  38 , I T Smith  54 , M Smith  14 , M Soares  41 , L Soares Lavra  33 , M D Sokoloff  7 , F J P Soler  11 , B Souza De Paula  15 , B Spaan  9 , E Spadaro Norella  66 , P Spradlin  11 , F Stagni  10 , M Stahl  21 , S Stahl  10 , P Stefko  18 , S Stefkova  14 , O Steinkamp  2 , S Stemmle  21 , O Stenyakin  23 , M Stepanova  13 , H Stevens  9 , A Stocchi  16 , S Stone  24 , S Stracka  32 , M E Stramaglia  18 , M Straticiuc  55 , U Straumann  2 , S Strokov  73 , J Sun  53 , L Sun  50 , Y Sun  20 , K Swientek  59 , A Szabelski  31 , A Szczepaniak  81 , T Szumlak  59 , M Szymanski  34 , S T'Jampens  52 , Z Tang  53 , T Tekampe  9 , G Tellarini  19 , F Teubert  10 , E Thomas  10 , J van Tilburg  1 , M J Tilley  14 , V Tisserand  6 , M Tobin  75 , S Tolk  10 , L Tomassetti  19 , D Tonelli  32 , D Y Tou  37 , E Tournefier  52 , M Traill  11 , M T Tran  18 , A Trisovic  42 , A Tsaregorodtsev  22 , G Tuci  32   10 , A Tully  42 , N Tuning  1 , A Ukleja  31 , A Usachov  16 , A Ustyuzhanin  25   60 , U Uwer  21 , A Vagner  73 , V Vagnoni  41 , A Valassi  10 , S Valat  10 , G Valenti  41 , H Van Hecke  56 , C B Van Hulse  77 , A Vasiliev  23 , R Vazquez Gomez  10 , P Vazquez Regueiro  3 , S Vecchi  19 , M van Veghel  1 , J J Velthuis  4 , M Veltri  17 , A Venkateswaran  24 , M Vernet  6 , M Veronesi  1 , M Vesterinen  27 , J V Viana Barbosa  10 , D Vieira  34 , M Vieites Diaz  3 , H Viemann  70 , X Vilasis-Cardona  12 , A Vitkovskiy  1 , M Vitti  42 , V Volkov  39 , A Vollhardt  2 , D Vom Bruch  37 , B Voneki  10 , A Vorobyev  13 , V Vorobyev  48 , N Voropaev  13 , J A de Vries  1 , C Vázquez Sierra  1 , R Waldi  70 , J Walsh  32 , J Wang  75 , J Wang  53 , M Wang  53 , Y Wang  61 , Z Wang  2 , D R Ward  42 , H M Wark  49 , N K Watson  44 , D Websdale  14 , A Weiden  2 , C Weisser  47 , M Whitehead  38 , G Wilkinson  45 , M Wilkinson  24 , I Williams  42 , M R J Williams  28 , M Williams  47 , T Williams  44 , F F Wilson  63 , M Winn  16 , W Wislicki  31 , M Witek  43 , G Wormser  16 , S A Wotton  42 , K Wyllie  10 , D Xiao  61 , Y Xie  61 , H Xing  68 , A Xu  53 , L Xu  53 , M Xu  61 , Q Xu  34 , Z Xu  53 , Z Xu  52 , Z Yang  53 , Z Yang  20 , Y Yao  24 , L E Yeomans  49 , H Yin  61 , J Yu  61 , X Yuan  24 , O Yushchenko  23 , K A Zarebski  44 , M Zavertyaev  58 , M Zeng  53 , D Zhang  61 , L Zhang  53 , S Zhang  53 , W C Zhang  53 , Y Zhang  10 , A Zhelezov  21 , Y Zheng  34 , X Zhu  53 , V Zhukov  38   39 , J B Zonneveld  54 , S Zucchelli  41 ; LHCb Collaboration
Affiliations
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Observation of a Narrow Pentaquark State, P_{c}(4312)^{+}, and of the Two-Peak Structure of the P_{c}(4450)^{+}

R Aaij et al. Phys Rev Lett. .
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Abstract

A narrow pentaquark state, P_{c}(4312)^{+}, decaying to J/ψp, is discovered with a statistical significance of 7.3σ in a data sample of Λ_{b}^{0}→J/ψpK^{-} decays, which is an order of magnitude larger than that previously analyzed by the LHCb Collaboration. The P_{c}(4450)^{+} pentaquark structure formerly reported by LHCb is confirmed and observed to consist of two narrow overlapping peaks, P_{c}(4440)^{+} and P_{c}(4457)^{+}, where the statistical significance of this two-peak interpretation is 5.4σ. The proximity of the Σ_{c}^{+}D[over ¯]^{0} and Σ_{c}^{+}D[over ¯]^{*0} thresholds to the observed narrow peaks suggests that they play an important role in the dynamics of these states.

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