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. 2021 Aug 20;127(8):082501.
doi: 10.1103/PhysRevLett.127.082501.

Triangle Singularity as the Origin of the a_{1}(1420)

G D Alexeev  1 , M G Alexeev  2   3 , A Amoroso  2   3 , V Andrieux  4   5 , V Anosov  1 , A Antoshkin  1 , K Augsten  1   6 , W Augustyniak  7 , C D R Azevedo  8 , B Badełek  9 , F Balestra  2   3 , M Ball  10 , J Barth  10 , R Beck  10 , Y Bedfer  11 , J Berenguer Antequera  2   3 , J Bernhard  4   12 , M Bodlak  13 , F Bradamante  14 , A Bressan  15   14 , V E Burtsev  16 , W-C Chang  17 , C Chatterjee  15   14 , M Chiosso  2   3 , A G Chumakov  16 , S-U Chung  18 , A Cicuttin  14 , P M M Correia  8 , M L Crespo  14 , D D'Ago  15   14 , S Dalla Torre  14 , S S Dasgupta  19 , S Dasgupta  14 , I Denisenko  1 , O Yu Denisov  3 , S V Donskov  20 , N Doshita  21 , Ch Dreisbach  18 , W Dünnweber  8   22   10   23   24   19   1   25   4   26   27   12   28   29   18   30   13   6   20   11   17   31   15   14   2   3   16   5   7   9   32   21 , R R Dusaev  16 , A Efremov  1 , P D Eversheim  10 , P Faccioli  27 , M Faessler  8   22   10   23   24   19   1   25   4   26   27   12   28   29   18   30   13   6   20   11   17   31   15   14   2   3   16   5   7   9   32   21 , M Finger  13 , M Finger  13 , H Fischer  25 , C Franco  27 , J M Friedrich  18 , V Frolov  1   4 , F Gautheron  22   5 , O P Gavrichtchouk  1 , S Gerassimov  29   18 , J Giarra  12 , I Gnesi  2   3 , M Gorzellik  25 , A Grasso  2   3 , A Gridin  1 , M Grosse Perdekamp  5 , B Grube  18 , A Guskov  1 , D von Harrach  12 , R Heitz  5 , F Herrmann  25 , N Horikawa  30 , N d'Hose  11 , C-Y Hsieh  17 , S Huber  18 , S Ishimoto  21 , A Ivanov  1 , T Iwata  21 , M Jandek  6 , V Jary  6 , R Joosten  10 , P Jörg  25 , E Kabuß  12 , F Kaspar  18 , A Kerbizi  15   14 , B Ketzer  10 , G V Khaustov  20 , Yu A Khokhlov  20 , Yu Kisselev  1 , F Klein  23 , J H Koivuniemi  22   5 , V N Kolosov  20 , K Kondo Horikawa  21 , I Konorov  29   18 , V F Konstantinov  20 , A M Kotzinian  3 , O M Kouznetsov  1 , A Koval  7 , Z Kral  13 , F Krinner  18 , Y Kulinich  5 , F Kunne  11 , K Kurek  7 , R P Kurjata  32 , A Kveton  13 , K Lavickova  13 , S Levorato  4   14 , Y-S Lian  17 , J Lichtenstadt  31 , P-J Lin  11 , R Longo  5 , V E Lyubovitskij  16 , A Maggiora  3 , A Magnon  19 , N Makins  5 , N Makke  14 , G K Mallot  25   4 , A Maltsev  1 , S A Mamon  16 , B Marianski  7 , A Martin  15   14 , J Marzec  32 , J Matoušek  15   14 , T Matsuda  28 , G Mattson  5 , G V Meshcheryakov  1 , M Meyer  11   5 , W Meyer  22 , Yu V Mikhailov  20 , M Mikhasenko  10   4 , E Mitrofanov  1 , N Mitrofanov  1 , Y Miyachi  21 , A Moretti  15   14 , A Nagaytsev  1 , C Naim  11 , D Neyret  11 , J Nový  6 , W-D Nowak  12 , G Nukazuka  21 , A S Nunes  27 , A G Olshevsky  1 , M Ostrick  12 , D Panzieri  3 , B Parsamyan  2   3 , S Paul  18 , H Pekeler  10 , J-C Peng  5 , M Pešek  13 , D V Peshekhonov  1 , M Pešková  13 , N Pierre  12   11 , S Platchkov  11 , J Pochodzalla  12 , V A Polyakov  20 , J Pretz  23 , M Quaresma  27   17 , C Quintans  27 , G Reicherz  22 , C Riedl  5 , T Rudnicki  9 , D I Ryabchikov  18   20 , A Rybnikov  1 , A Rychter  32 , V D Samoylenko  20 , A Sandacz  7 , S Sarkar  19 , I A Savin  1 , G Sbrizzai  15   14 , H Schmieden  23 , A Selyunin  1 , L Sinha  19 , M Slunecka  13 , J Smolik  1 , A Srnka  24 , D Steffen  4   18 , M Stolarski  27 , O Subrt  4   6 , M Sulc  26 , H Suzuki  21 , P Sznajder  7 , S Tessaro  14 , F Tessarotto  4   14 , A Thiel  10 , J Tomsa  13 , F Tosello  3 , A Townsend  5 , V Tskhay  29 , S Uhl  18 , B I Vasilishin  16 , A Vauth  23   4 , B M Veit  4   12 , J Veloso  8 , B Ventura  11 , A Vidon  11 , M Virius  6 , M Wagner  10 , S Wallner  18 , K Zaremba  32 , P Zavada  1 , M Zavertyaev  29 , M Zemko  4   13 , E Zemlyanichkina  1 , Y Zhao  14 , M Ziembicki  32
Affiliations
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Triangle Singularity as the Origin of the a_{1}(1420)

G D Alexeev et al. Phys Rev Lett. .
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Abstract

The COMPASS Collaboration experiment recently discovered a new isovector resonancelike signal with axial-vector quantum numbers, the a_{1}(1420), decaying to f_{0}(980)π. With a mass too close to and a width smaller than the axial-vector ground state a_{1}(1260), it was immediately interpreted as a new light exotic meson, similar to the X, Y, Z states in the hidden-charm sector. We show that a resonancelike signal fully matching the experimental data is produced by the decay of the a_{1}(1260) resonance into K^{*}(→Kπ)K[over ¯] and subsequent rescattering through a triangle singularity into the coupled f_{0}(980)π channel. The amplitude for this process is calculated using a new approach based on dispersion relations. The triangle-singularity model is fitted to the partial-wave data of the COMPASS experiment. Despite having fewer parameters, this fit shows a slightly better quality than the one using a resonance hypothesis and thus eliminates the need for an additional resonance in order to describe the data. We thereby demonstrate for the first time in the light-meson sector that a resonancelike structure in the experimental data can be described by rescattering through a triangle singularity, providing evidence for a genuine three-body effect.

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