Academic paper
Study of muon-tagged $D_{s1}(2460)^+$ and $D_{s1}(2536)^+$ decays to the $D_s^{+}\pi^+\pi^-$ final state
Authors: LHCb collaboration: R. Aaij, M. Abdelfatah, A.S.W. Abdelmotteleb, C. Abellan Beteta, F. Abudin\'en, T. Ackernley, A.A. Adefisoye, B. Adeva, M. Adinolfi, P. Adlarson, C. Agapopoulou, C.A. Aidala, S. Akar, K. Akiba, H. Al Saleh, P. Albicocco, J. Albrecht, R. Aleksiejunas, F. Alessio, P. Alvarez Cartelle, S. Amato, J.L. Amey, Y. Amhis, L. An, L. Anderlini, M. Andersson, P. Andreola, M. Andreotti, S. Andres Estrada, A. Anelli, D. Ao, C. Arata, F. Archilli, Z. Areg, M. Argenton, S. Arguedas Cuendis, L. Arnone, M. Artuso, E. Aslanides, R. Ata\'ide Da Silva, M. Atzeni, B. Audurier, J.A. Authier, D. Bacher, I. Bachiller Perea, S. Bachmann, M. Bachmayer, J.J. Back, Z.B. Bai, V. Balagura, A. Balboni, W. Baldini, Z. Baldwin, L. Balzani, H. Bao, J. Baptista de Souza Leite, C. Barbero Pretel, M. Barbetti, I.R. Barbosa, R.J. Barlow, M. Barnyakov, S. Baron, S. Barsuk, W. Barter, J. Bartz, S. Bashir, B. Batsukh, P.B. Battista, A. Bavarchee, A. Bay, A. Beck, M. Becker, F. Bedeschi, I.B. Bediaga, N.A. Behling, S. Belin, A. Bellavista, I. Belyaev, G. Bencivenni, E. Ben-Haim, J.L.M. Berkey, R. Bernet, A. Bertolin, F. Betti, J. Bex, O. Bezshyyko, S. Bhattacharya, M.S. Bieker, N.V. Biesuz, A. Biolchini, M. Birch, F.C.R. Bishop, A. Bitadze, A. Bizzeti, T. Blake, F. Blanc, J.E. Blank, S. Blusk, J.A. Boelhauve, O. Boente Garcia, T. Boettcher, A. Bohare, C. Bolognani, R.B. Bonacci, A. Bordelius, F. Borgato, S. Borghi, M. Borsato, J.T. Borsuk, E. Bottalico, S.A. Bouchiba, M. Bovill, T.J.V. Bowcock, A. Boyer, C. Bozzi, J.D. Brandenburg, A. Brea Rodriguez, N. Breer, C. Breitfeld, J. Brodzicka, J. Brown, E. Buchanan, M. Burgos Marcos, C. Burr, C. Buti, J.S. Butter, J. Buytaert, W. Byczynski, S. Cadeddu, H. Cai, Y. Cai, A. Caillet, R. Calabrese, L. Calefice, M. Calvi, M. Calvo Gomez, P. Camargo Magalhaes, J.I. Cambon Bouzas, P. Campana, A.C. Campos, A.F. Campoverde Quezada, Y. Cao, S. Capelli, M. Caporale, L. Capriotti, R. Caravaca-Mora, A. Carbone, L. Carcedo Salgado, R. Cardinale, A. Cardini, P. Carniti, L. Carus, A. Casais Vidal, R. Caspary, G. Casse, M. Cattaneo, G. Cavallero, V. Cavallini, S. Celani, I. Celestino, S. Cesare, A.J. Chadwick, I. Chahrour, M. Charles, Ph. Charpentier, E. Chatzianagnostou, R. Cheaib, M. Chefdeville, C. Chen, J. Chen, S. Chen, Z. Chen, A. Chen Hu, M. Cherif, S. Chernyshenko, X. Chiotopoulos, G. Chizhik, V. Chobanova, A. Christakakis, M. Chrzaszcz, Y. Chu, V. Chulikov, P. Ciambrone, X. Cid Vidal, P. Cifra, P.E.L. Clarke, M. Clemencic, H.V. Cliff, J. Closier, C. Cocha Toapaxi, V. Coco, J. Cogan, E. Cogneras, L. Cojocariu, S. Collaviti, P. Collins, T. Colombo, M. Colonna, A. Comerma-Montells, L. Congedo, J. Connaughton, A. Contu, N. Cooke, G. Cordova, C. Coronel, I. Corredoira, A. Correia, G. Corti, G.C. Costantino, J. Cottee Meldrum, B. Couturier, D.C. Craik, N. Crepet, M. Cruz Torres, M. Cubero Campos, E. Curras Rivera, R. Currie, C.L. Da Silva, X. Dai, J. Dalseno, C. D'Ambrosio, G. Darze, A. Davidson, J.E. Davies, O. De Aguiar Francisco, C. De Angelis, F. De Benedetti, J. de Boer, K. De Bruyn, S. De Capua, M. De Cian, U. De Freitas Carneiro Da Graca, E. De Lucia, J.M. De Miranda, L. De Paula, M. De Serio, P. De Simone, F. De Vellis, J.A. de Vries, F. Debernardis, D. Decamp, S. Dekkers, L. Del Buono, B. Delaney, J. Deng, O. Deschamps, F. Dettori, B. Dey, P. Di Nezza, S. Ding, Y. Ding, L. Dittmann, A.D. Docheva, A. Doheny, C. Dong, F. Dordei, A.C. dos Reis, J. Dos Santos Oliveira, A.D. Dowling, L. Dreyfus, W. Duan, P. Duda, L. Dufour, V. Duk, P. Durante, M.M. Duras, J.M. Durham, O.D. Durmus, K. Duwe, A. Dziurda, S. Easo, E. Eckstein, U. Egede, S. Eisenhardt, E. Ejopu, L. Eklund, M. Elashri, D. Elizondo Blanco, J. Ellbracht, S. Ely, A. Ene, T. Evans, F. Fabiano, S. Faghih, L.N. Falcao, B. Fang, R. Fantechi, L. Fantini, M. Faria, K. Farmer, F. Fassin, D. Fazzini, L. Felkowski, C. Feng, M. Feng, A. Fernandez Casani, M. Fernandez Gomez, A.D. Fernez, F. Ferrari, F. Ferreira Rodrigues, R.A. Fini, M. Fiorini, M. Firlej, D.S. Fitzgerald, C. Fitzpatrick, T. Fiutowski, F. Fleuret, A. Fomin, M. Fontana, M. Fontes Vaz, L.A. Foreman, R. Forty, D. Foulds-Holt, V. Franco Lima, M. Franco Sevilla, M. Frank, E. Franzoso, G. Frau, C. Frei, D.A. Friday, J. Fu, Y. Fu, Q. F\"uhring, T. Fulghesu, G. Galati, M.D. Galati, A. Gallas Torreira, D. Galli, S. Gambetta, M. Gandelman, P. Gandini, B. Ganie, H. Gao, R. Gao, T.Q. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. Gao, L.M. Garcia Martin, P. Garcia Moreno, J. Garc\'ia Pardi\~nas, P. Gardner, L. Garrido, C. Gaspar, A. Gavrikov, E. Gersabeck, M. Gersabeck, T. Gershon, S. Ghizzo, Z. Ghorbanimoghaddam, F.I. Giasemis, V. Gibson, H.K. Giemza, A.L. Gilman, M. Giovannetti, A. Giovent\`u, L. Girardey, M.A. Giza, F.C. Glaser, V.V. Gligorov, C. G\"obel, L. Golinka-Bezshyyko, E. Golobardes, A. Golutvin, S. Gomez Fernandez, W. Gomulka, F. Goncalves Abrantes, I. Gon\c{c}ales Vaz, M. Goncerz, G. Gong, J.A. Gooding, C. Gotti, E. Govorkova, J.P. Grabowski, L.A. Granado Cardoso, R. Grande Quartieri, E. Graug\'es, E. Graverini, L. Grazette, G. Graziani, A.T. Grecu, N.A. Grieser, L. Grillo, C. Gu, M. Guarise, L. Guerry, A.-K. Guseinov, Y. Guz, T. Gys, K. Habermann, T. Hadavizadeh, C. Hadjivasiliou, G. Haefeli, C. Haen, S. Haken, G. Hallett, P.M. Hamilton, Q. Han, S. Han, X. Han, S. Hansmann-Menzemer, N. Harnew, T.J. Harris, L. Hartman, M. Hartmann, S. Hashmi, J. He, N. Heatley, A. Hedes, F. Hemmer, C. Henderson, R. Henderson, R.D.L. Henderson, A.M. Hennequin, K. Hennessy, J. Herd, P. Herrero Gascon, J. Heuel, A. Heyn, A. Hicheur, G. Hijano Mendizabal, J. Horswill, R. Hou, Y. Hou, D.C. Houston, N. Howarth, W. Hu, X. Hu, W. Hulsbergen, R.J. Hunter, D. Hutchcroft, M. Idzik, P. Ilten, A. Iohner, H. Jage, S.J. Jaimes Elles, S. Jakobsen, T. Jakoubek, E. Jans, A. Jawahery, C. Jayaweera, A. Jelavic, V. Jevtic, Z. Jia, E. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, Y.J. Jiang, E. Jimenez Moya, N. Jindal, M. John, A. John Rubesh Rajan, D. Johnson, C.R. Jones, S. Joshi, B. Jost, J. Juan Castella, N. Jurik, I. Juszczak, K. Kalecinska, D. Kaminaris, S. Kandybei, M. Kane, Y. Kang, C. Kar, M. Karacson, A. Kauniskangas, J.W. Kautz, M.K. Kazanecki, F. Keizer, M. Kenzie, T. Ketel, B. Khanji, S. Kholodenko, G. Khreich, F. Kiraz, T. Kirn, V.S. Kirsebom, N. Kleijne, A. Kleimenova, D. Klekots, K. Klimaszewski, M.R. Kmiec, T. Knospe, R. Kolb, S. Koliiev, L. Kolk, A. Konoplyannikov, P. Kopciewicz, P. Koppenburg, A. Korchin, I. Kostiuk, O. Kot, S. Kotriakhova, E. Kowalczyk, O. Kravcov, M. Kreps, W. Krupa, W. Krzemien, O. Kshyvanskyi, S. Kubis, M. Kucharczyk, A. Kupsc, V. Kushnir, B. Kutsenko, J. Kvapil, I. Kyryllin, D. Lacarrere, P. Laguarta Gonzalez, A. Lai, A. Lampis, D. Lancierini, C. Landesa Gomez, J.J. Lane, G. Lanfranchi, C. Langenbruch, T. Latham, F. Lazzari, C. Lazzeroni, R. Le Gac, H. Lee, R. Lef\`evre, M. Lehuraux, E. Lemos Cid, O. Leroy, T. Lesiak, E.D. Lesser, B. Leverington, A. Li, C. Li, C. Li, H. Li, J. Li, K. Li, L. Li, L. Li, P. Li, P.-R. Li, Q. Li, T. Li, T. Li, W. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Li, Z. Lian, Q. Liang, X. Liang, Z. Liang, S. Libralon, A. Lightbody, T. Lin, R. Lindner, H. Linton, R. Litvinov, D. Liu, F.L. Liu, G. Liu, K. Liu, S. Liu, W. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y.L. Liu, G. Loachamin Ordonez, I. Lobo, A. Lobo Salvia, A. Loi, T. Long, F.C.L. Lopes, J.H. Lopes, A. Lopez Huertas, C. Lopez Iribarnegaray, Q. Lu, C. Lucarelli, D. Lucchesi, M. Lucio Martinez, Y. Luo, A. Lupato, M. Lupberger, E. Luppi, K. Lynch, S. Lyu, X.-R. Lyu, H. Ma, S. Maccolini, F. Machefert, F. Maciuc, B. Mack, I. Mackay, L.M. Mackey, L.R. Madhan Mohan, M.J. Madurai, D. Magdalinski, J.J. Malczewski, S. Malde, L. Malentacca, G. Manca, G. Mancinelli, C. Mancuso, R. Manera Escalero, A. Mangalasseri, F.M. Manganella, D. Manuzzi, S. Mao, D. Marangotto, J.F. Marchand, R. Marchevski, U. Marconi, E. Mariani, S. Mariani, C. Marin Benito, J. Marks, A.M. Marshall, L. Martel, G. Martelli, G. Martellotti, L. Martinazzoli, M. Martinelli, C. Martinez, D. Martinez Gomez, D. Martinez Santos, F. Martinez Vidal, A. Martorell i Granollers, A. Massafferri, R. Matev, A. Mathad, C. Matteuzzi, K.R. Mattioli, L. Matzner, A. Mauri, E. Maurice, J. Mauricio, P. Mayencourt, J. Mazorra de Cos, M. Mazurek, D. Mazzanti Tarancon, M. McCann, N.T. McHugh, A. McNab, R. McNulty, B. Meadows, S.E.R. Medaer, D. Melnychuk, D. Mendoza Granada, P. Menendez Valdes Perez, F.M. Meng, M. Merk, A. Merli, L. Meyer Garcia, D. Miao, H. Miao, M. Mikhasenko, D.A. Milanes, A. Minotti, E. Minucci, B. Mitreska, D.S. Mitzel, R. Mocanu, A. Modak, L. Moeser, R.D. Moise, E.F. Molina Cardenas, T. Momb\"acher, M. Monk, T. Monnard, S. Monteil, A. Morcillo Gomez, G. Morello, M.J. Morello, M.P. Morgenthaler, A. Moro, J. Moron, W. Morren, A.B. Morris, A.G. Morris, R. Mountain, Z. Mu, N. Muangkod, E. Muhammad, F. Muheim, M. Mulder, K. M\"uller, F. Mu\~noz-Rojas, V. Mytrochenko, P. Naik, T. Nakada, R. Nandakumar, G. Napoletano, I. Nasteva, M. Needham, N. Neri, S. Neubert, N. Neufeld, J. Nicolini, D. Nicotra, E.M. Niel, L. Nisi, Q. Niu, B.K. Njoki, P. Nogarolli, P. Nogga, J. Nombela Royo, C. Normand, J. Novoa Fernandez, G. Nowak, H.N. Nur, A. Oblakowska-Mucha, T. Oeser, O. Okhrimenko, R. Oldeman, F. Oliva, E. Olivart Pino, M. Olocco, R.H. O'Neil, J.S. Ordonez Soto, D. Osthues, J.M. Otalora Goicochea, P. Owen, A. Oyanguren, O. Ozcelik, F. Paciolla, A. Padee, K.O. Padeken, B. Pagare, T. Pajero, A. Palano, L. Palini, M. Palutan, C. Pan, X. Pan, S. Panebianco, S. Paniskaki, L. Paolucci, A. Papanestis, M. Pappagallo, L.L. Pappalardo, C. Pappenheimer, C. Parkes, D. Parmar, G. Passaleva, D. Passaro, A. Pastore, M. Patel, J. Patoc, C. Patrignani, A. Paul, C.J. Pawley, A. Pellegrino, J. Peng, X. Peng, M. Pepe Altarelli, S. Perazzini, H. Pereira Da Costa, M. Pereira Martinez, A. Pereiro Castro, C. Perez, P. Perret, A. Perrevoort, A. Perro, M.J. Peters, K. Petridis, A. Petrolini, S. Pezzulo, J.P. Pfaller, H. Pham, L. Pica, M. Piccini, L. Piccolo, B. Pietrzyk, R.N. Pilato, D. Pinci, F. Pisani, M. Pizzichemi, V.M. Placinta, M. Plo Casasus, T. Poeschl, F. Polci, M. Poli Lener, A. Poluektov, I. Polyakov, E. Polycarpo, S. Ponce, D. Popov, K. Popp, K. Prasanth, C. Prouve, D. Provenzano, V. Pugatch, A. Puicercus Gomez, G. Punzi, J.R. Pybus, Q. Qian, W. Qian, N. Qin, R. Quagliani, R.I. Rabadan Trejo, B. Rachwal, R. Racz, J.H. Rademacker, M. Rama, M. Ram\'irez Garc\'ia, V. Ramos De Oliveira, M. Ramos Pernas, G. Ramsey, M.S. Rangel, G. Raven, M. Rebollo De Miguel, F. Redi, J. Reich, F. Reiss, Z. Ren, P.K. Resmi, M. Ribalda Galvez, R. Ribatti, G. Ricart, D. Riccardi, S. Ricciardi, K. Richardson, M. Richardson-Slipper, F. Riehn, K. Rinnert, P. Robbe, G. Robertson, E. Rodrigues, A. Rodriguez Alvarez, E. Rodriguez Fernandez, J.A. Rodriguez Lopez, E. Rodriguez Rodriguez, J. Roensch, A. Rogovskiy, D.L. Rolf, P. Roloff, V. Romanovskiy, A. Romero Vidal, G. Romolini, F. Ronchetti, T. Rong, W. Rose, M. Rotondo, M.S. Rudolph, M. Ruiz Diaz, J. Ruiz Vidal, J. Ruz Armendariz, J.J. Saavedra-Arias, J.J. Saborido Silva, D. Sahoo, N. Sahoo, B. Saitta, M. Salomoni, I. Sanderswood, R. Santacesaria, C. Santamarina Rios, M. Santimaria, L. Santoro, E. Santovetti, A. Saputi, A. Sarnatskiy, G. Sarpis, M. Sarpis, C. Satriano, A. Satta, M. Saur, H. Sazak, F. Sborzacchi, A. Scarabotto, S. Schael, S. Scherl, M. Schiller, H. Schindler, M. Schmelling, B. Schmidt, N. Schmidt, S. Schmitt, H. Schmitz, O. Schneider, A. Schopper, N. Schulte, H. Schumacher, M.H. Schune, G. Schwering, B. Sciascia, A. Sciuccati, G. Scriven, I. Segal, S. Sellam, M. Senghi Soares, A. Sergi, N. Serra, L. Sestini, B. Sevilla Sanjuan, Y. Shang, D.M. Shangase, R.S. Sharma, L. Shchutska, T. Shears, J. Shen, Z. Shen, S. Sheng, B. Shi, J. Shi, Q. Shi, W.S. Shi, E. Shmanin, R. Silva Coutinho, G. Simi, S. Simone, M. Singha, I. Siral, N. Skidmore, T. Skwarnicki, M.W. Slater, E. Smith, M. Smith, L. Soares Lavra, M.D. Sokoloff, F.J.P. Soler, A. Solomin, K. Solovieva, N.S. Sommerfeld, R. Song, Y. Song, Y. Song, Y.S. Song, F.L. Souza De Almeida, G. Souza De Castro, B. Souza De Paula, K.M. Sowa, E. Spadaro Norella, E. Spedicato, J.G. Speer, P. Spradlin, F. Stagni, M. Stahl, S. Stahl, S. Stanislaus, M. Stefaniak, O. Steinkamp, F. Suljik, J. Sun, L. Sun, M. Sun, D. Sundfeld, W. Sutcliffe, P. Svihra, V. Svintozelskyi, K. Swientek, F. Swystun, A. Szabelski, T. Szumlak, Y. Tan, Y. Tang, Y.T. Tang, M.D. Tat, J.A. Teijeiro Jimenez, F. Terzuoli, F. Teubert, E. Thomas, D.J.D. Thompson, A.R. Thomson-Strong, H. Tilquin, V. Tisserand, S. T'Jampens, M. Tobin, T.T. Todorov, L. Tomassetti, G. Tonani, X. Tong, T. Tork, L. Toscano, D.Y. Tou, C. Trippl, G. Tuci, N. Tuning, L.H. Uecker, A. Ukleja, A. Upadhyay, B. Urbach, A. Usachov, U. Uwer, V. Vagnoni, A. Vaitkevicius, V. Valcarce Cadenas, G. Valenti, N. Valls Canudas, J. van Eldik, H. Van Hecke, E. van Herwijnen, C.B. Van Hulse, R. Van Laak, M. van Veghel, G. Vasquez, R. Vazquez Gomez, P. Vazquez Regueiro, C. V\'azquez Sierra, S. Vecchi, J. Velilla Serna, J.J. Velthuis, M. Veltri, A. Venkateswaran, M. Verdoglia, M. Vesterinen, W. Vetens, D. Vico Benet, P. Vidrier Villalba, M. Vieites Diaz, X. Vilasis-Cardona, E. Vilella Figueras, A. Villa, P. Vincent, B. Vivacqua, F.C. Volle, D. vom Bruch, K. Vos, C. Vrahas, J. Wagner, J. Walsh, N. Walter, E.J. Walton, G. Wan, A. Wang, B. Wang, C. Wang, G. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, M. Wang, N.W. Wang, R. Wang, X. Wang, X. Wang, X. Wang, X.W. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y.H. Wang, Z. Wang, Z. Wang, J.A. Ward, A. Wasili, M. Waterlaat, N.K. Watson, D. Websdale, Y. Wei, Z. Weida, J. Wendel, B.D.C. Westhenry, C. White, M. Whitehead, E. Whiter, A.R. Wiederhold, D. Wiedner, M.A. Wiegertjes, C. Wild, G. Wilkinson, M.K. Wilkinson, M. Williams, M.J. Williams, M.R.J. Williams, R. Williams, S. Williams, Z. Williams, F.F. Wilson, M. Winn, W. Wislicki, M. Witek, L. Witola, T. Wolf, E. Wood, G. Wormser, S.A. Wotton, H. Wu, J. Wu, X. Wu, Y. Wu, Z. Wu, K. Wyllie, S. Xian, Z. Xiang, Y. Xie, T.X. Xing, A. Xu, L. Xu, M. Xu, R. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, Z. Xu, S. Yadav, K. Yang, X. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, Z. Yang, H. Yeung, H. Yin, X. Yin, C.Y. Yu, J. Yu, K. Yu, X. Yuan, Y Yuan, J.A. Zamora Saa, M. Zavertyaev, M. Zdybal, F. Zenesini, C. Zeng, M. Zeng, S.H Zeng, C. Zhang, C. Zhang, D. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, Q.Z. Zhang, R. Zhang, S. Zhang, S.L. Zhang, Y. Zhang, Z. Zhang, J. Zhao, Y. Zhao, A. Zhelezov, S.Z. Zheng, X.Z. Zheng, Y. Zheng, T. Zhou, X. Zhou, V. Zhovkovska, L.Z. Zhu, X. Zhu, X. Zhu, Y. Zhu, V. Zhukov, J. Zhuo, D. Zuliani, G. Zunica, X. ZuoPublished: 2026-08-11Paper ID: 2608.10826Category: hep-exLicense: CC BY 4.0
Abstract
Decays of the pseudovector $D_{s1}(2460)^+$ and $D_{s1}(2536)^+$ mesons to the three-body $D_{s}^+\pi^+\pi^-$ final state are studied. The data sample is based on decays of beauty hadrons into $D_{s1}^+$ states accompanied by a muon from the $b$-hadron decay chain collected by the LHCb detector during 2016--2018, corresponding to an integrated luminosity of 5.4 fb${}^{-1}$. The \mbox{$D_{s1}(2536)^+\to D_s^+\pi^+\pi^-$} branching fraction is measured for the first time, with the $D_{s1}(2536)^+\to D^+K^+\pi^-$ decay used as a reference. A simultaneous amplitude analysis of the $D_{s1}(2460)^+$ and $D_{s1}(2536)^+\to D_s^+\pi^+\pi^-$ decays is performed. The Dalitz-plot distributions of the two decays are found to be significantly different, suggesting differences in the internal structure of the two states, with evidence of exotic contributions to the $D_{s}^+\pi^{\pm}$ channel with the pole below the $DK$ threshold. Measurements of the masses of the $D_{s1}(2460)^+$ and $D_{s1}(2536)^+$ states are performed, and an upper limit on the $D_{s1}(2460)^+$ width is set.
This public page contains bibliographic metadata and the author abstract. Use the reader for licensed document access.
Open licensed paper reader