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Study of the doubly charmed tetraquark $${{{{{{\rm{T}}}}}}}_{{{{{{\rm{c}}}}}}{{{{{\rm{c}}}}}}}^{+}$$

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LHCb collaboration, Aaij, R., Abdelmotteleb, A. S. W., Beteta, C. Abellán, Gallego, F. J. Abudinen, 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., Albero, A. Alfonso, Aliouche, Z., Alkhazov, G., Cartelle, P. Alvarez, 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., Rodriguez, P. Baladron, Balagura, V., Baldini, W., Leite, J. Baptista, 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, Ia, Bhasin, S., Bhom, J., Bian, L., Bieker, M. S., Bifani, S., Billoir, P., Birch, M., Bishop, F. C. R., Bitadze, A., Bizzeti, A., Bjørn, M., Blago, M. P., Blake, T., Blanc, F., Blusk, S., Bobulska, D., Boelhauve, J. A., Garcia, O. Boente, 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., Rodriguez, A. Brea, Brodzicka, J., Gonzalo, A. Brossa, 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., Diaz, L. Calero, Cali, S., Calladine, R., Calvi, M., Gomez, M. Calvo, Magalhaes, P. Camargo, Campana, P., Quezada, A. F. Campoverde, Capelli, S., Capriotti, L., Carbone, A., Carboni, G., Cardinale, R., Cardini, A., Carli, I., Carniti, P., Carus, L., Akiba, K. Carvalho, Vidal, A. Casais, Casse, G., Cattaneo, M., Cavallero, G., Celani, S., Cerasoli, J., Cervenkov, D., Chadwick, A. J., Chapman, M. G., Charles, M., Charpentier, Ph, Chatzikonstantinidis, G., Barajas, C. A. Chavez, Chefdeville, M., Chen, C., Chen, S., Chernov, A., Chobanova, V., Cholak, S., Chrzaszcz, M., Chubykin, A., Chulikov, V., Ciambrone, P., Cicala, M. F., Vidal, X. Cid, 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., Sobral, C. M. Costa, Couturier, B., Craik, D. C., Crkovská, J., Torres, M. Cruz, Currie, R., Silva, C. L. Da, 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 Vellis, F., de Vries, J. A., Dean, C. T., Debernardis, F., Decamp, D., Dedu, V., Buono, L. Del, Delaney, B., Dembinski, H.-P., Dendek, A., Denysenko, V., Derkach, D., Deschamps, O., Desse, F., Dettori, F., Dey, B., Cicco, A. Di, Nezza, P. Di, Didenko, S., Maronas, L. Dieste, 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., Féo, M., Prieto, A. Fernandez, Fernez, A. D., Ferrari, F., Lopes, L. Ferreira, Rodrigues, F. Ferreira, Sole, S. Ferreres, 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., Lima, V. Franco, Sevilla, M. Franco, Frank, M., Franzoso, E., Frau, G., Frei, C., Friday, D. A., Fu, J., Fuehring, Q., Gabriel, E., Galati, G., Torreira, A. Gallas, Galli, D., Gambetta, S., Gan, Y., Gandelman, M., Gandini, P., Gao, Y., Garau, M., Martin, L. M. Garcia, Moreno, P. Garcia, Pardiñas, J. García, Plana, B. Garcia, Rosales, F. A. Garcia, Garrido, L., Gaspar, C., Geertsema, R. E., Gerick, D., Gerken, L. L., Gersabeck, E., Gersabeck, M., Gershon, T., Gerstel, D., Giambastiani, L., Gibson, V., Giemza, H. K., Gilman, A. L., Giovannetti, M., Gioventù, A., Gironell, P. Gironella, Giubega, L., Giugliano, C., Gizdov, K., Gkougkousis, E. L., Gligorov, V. V., Göbel, C., Golobardes, E., Golubkov, D., Golutvin, A., Gomes, A., Fernandez, S. Gomez, Abrantes, F. Goncalves, Goncerz, M., Gong, G., Gorbounov, P., Gorelov, I. V., Gotti, C., Govorkova, E., Grabowski, J. P., Grammatico, T., Cardoso, L. A. Granado, Graugés, E., Graverini, E., Graziani, G., Grecu, A., Greeven, L. M., Grieser, N. A., Grillo, L., Gromov, S., Cazon, B. R. Gruberg, Gu, C., Guarise, M., Guittiere, M., Günther, 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., Hansen, E. B., 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., Kadavath, S. H. Kalavan, 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., 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., Gac, R. Le, Lee, S. H., Lefèvre, 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., Salvia, A. Lobo, Loi, A., Castro, J. Lomba, Longstaff, I., Lopes, J. H., Solino, S. Lopez, Lovell, G. H., Lu, Y., Lucarelli, C., Lucchesi, D., Luchuk, S., Martinez, M. 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V., Meadows, B., Meier, G., Meinert, N., Melnychuk, D., Meloni, S., Merk, M., Merli, A., Garcia, L. Meyer, Mikhasenko, M., Milanes, D. A., Millard, E., Milovanovic, M., Minard, M.-N., Minotti, A., Minzoni, L., Mitchell, S. E., Mitreska, B., Mitzel, D. S., Mödden, A., Mohammed, R. A., Moise, R. D., Mokhnenko, S., Mombächer, 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., Müller, D., Müller, 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., 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., Goicochea, J. M. Otalora, 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., Altarelli, M. Pepe, Perazzini, S., Pereima, D., Castro, A. Pereiro, Perret, P., Petric, M., Petridis, K., Petrolini, A., Petrov, A., Petrucci, S., Petruzzo, M., Pham, T. T. H., Pica, L., Piccini, M., Pietrzyk, B., Pietrzyk, G., Pili, M., Pinci, D., Pisani, F., Pizzichemi, M., Resmi, P. K., Placinta, V., Plews, J., Casasus, M. Plo, Polci, F., Lener, M. 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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·Nature Communications
DOI 10.1038/s41467-022-30206-w
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Abstract

Quantum chromodynamics, the theory of the strong force, describes interactions of coloured quarks and gluons and the formation of hadronic matter. Conventional hadronic matter consists of baryons and mesons made of three quarks and quark-antiquark pairs, respectively. Particles with an alternative quark content are known as exotic states. Here a study is reported of an exotic narrow state in the D 0 D 0 π + mass spectrum just below the D *+ D 0 mass threshold produced in proton-proton collisions collected with the LHCb detector at the Large Hadron Collider. The state is consistent with the ground isoscalar $${{{{{{\rm{T}}}}}}}_{{{{{{\rm{c}}}}}}{{{{{\rm{c}}}}}}}^{+}$$ T c c + tetraquark with a quark content of $${{{{{\rm{c}}}}}}{{{{{\rm{c}}}}}}\overline{{{{{{\rm{u}}}}}}}\overline{{{{{{\rm{d}}}}}}}$$ c c u ¯ d ¯ and spin-parity quantum numbers J P = 1 + . Study of the DD mass spectra disfavours interpretation of the resonance as the isovector state. The decay structure via intermediate off-shell D *+ mesons is consistent with the observed D 0 π + mass distribution. To analyse the mass of the resonance and its coupling to the D * D system, a dedicated model is developed under the assumption of an isoscalar axial-vector $${{{{{{\rm{T}}}}}}}_{{{{{{\rm{c}}}}}}{{{{{\rm{c}}}}}}}^{+}$$ T c c + state decaying to the D * D channel. Using this model, resonance parameters including the pole position, scattering length, effective range and compositeness are determined to reveal important information about the nature of the $${{{{{{\rm{T}}}}}}}_{{{{{{\rm{c}}}}}}{{{{{\rm{c}}}}}}}^{+}$$ T c c + state. In addition, an unexpected dependence of the production rate on track multiplicity is observed.

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Metadata

Authors
LHCb collaboration, Aaij, R., Abdelmotteleb, A. S. W., Beteta, C. A., Gallego, F. J. A., 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., Albero, A. A., Aliouche, Z., Alkhazov, G., Cartelle, P. A., 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., Rodriguez, P. B., Balagura, V., Baldini, W., Leite, J. B., 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., Bjørn, M., Blago, M. P., Blake, T., Blanc, F., Blusk, S., Bobulska, D., Boelhauve, J. A., Garcia, O. B., 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., Rodriguez, A. B., Brodzicka, J., Gonzalo, A. B., 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., Diaz, L. C., Cali, S., Calladine, R., Calvi, M., Gomez, M. C., Magalhaes, P. C., Campana, P., Quezada, A. F. C., Capelli, S., Capriotti, L., Carbone, A., Carboni, G., Cardinale, R., Cardini, A., Carli, I., Carniti, P., Carus, L., Akiba, K. C., Vidal, A. 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Venue
Nature Communications
Publisher
Springer Science and Business Media LLC
Published
2022-06-16
Volume
13
Issue
1
Pages
3351-3351
ISSN
2041-1723 (ISSN-L)
DOI
10.1038/s41467-022-30206-w
OpenAlex
W4282974022
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331
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37
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Type
journal article
Language
en
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CoChat. (2026). Citation check: Study of the doubly charmed tetraquark $${{{{{{\rm{T}}}}}}}_{{{{{{\rm{c}}}}}}{{{{{\rm{c}}}}}}}^{+}$$. https://app.cochat.ai/papers/10.1038/s41467-022-30206-w
The paper
LHCb collaboration, Aaij, R., Abdelmotteleb, A. S. W., Beteta, C. A., Gallego, F. J. A., 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., Albero, A. A., Aliouche, Z., . . . Zunica, G. (2022). Study of the doubly charmed tetraquark $${{{{{{\rm{T}}}}}}}_{{{{{{\rm{c}}}}}}{{{{{\rm{c}}}}}}}^{+}$$. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-022-30206-w

Data sources

Bibliographic data: Semantic Scholar, OpenAlex, Crossref.

Contains information from the Semantic Scholar Academic Graph Datasets, made available under the ODC Attribution License (ODC-BY 1.0).

Semantic Scholar’s data is described in: Kinney, R., et al. (2023). The Semantic Scholar Open Data Platform. arXiv:2301.10140.