Searching for the open flavor tetraquark $$T_{c\bar{s}0}(2900)^{++}$$ in the process $$B^+\rightarrow K^+ D^+ D^-$$

Abstract

Abstract Inspired by recent observations of $$T_{c\bar{s}0}(2900)^0$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2900</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math> in the $$D_s^+ \pi ^-$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> invariant mass distribution of $$B^0 \rightarrow \bar{D}^0 D_s^+ \pi ^-$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:mo>→</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> decay and $$T_{c\bar{s}0}(2900)^{++}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2900</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math> in the $$D_s^+ \pi ^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> invariant mass distribution of $$B^+ \rightarrow D^- D_s^+ \pi ^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>→</mml:mo><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>π</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> decay, we investigate the $$T_{c\bar{s}0}(2900)^{++}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2900</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math> contribution to the $$B^+ \rightarrow K^+ D^+ D^-$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>→</mml:mo><mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> decay in a molecular scenario, where we consider $$T_{c\bar{s}0}(2900)^{++}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2900</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math> as a $$D^{*+} K^{*+}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mmultiscripts><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow/><mml:mrow><mml:mrow/><mml:mo>∗</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:mmultiscripts><mml:mmultiscripts><mml:mi>K</mml:mi><mml:mrow/><mml:mrow><mml:mrow/><mml:mo>∗</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:mmultiscripts></mml:mrow></mml:math> molecular state. Our estimations indicate that the fit fraction of $$T_{c\bar{s}0}(2900)^{++}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2900</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math> in the $$B^+ \rightarrow K^+ D^+ D^-$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo>→</mml:mo><mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> is about $$13\%$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn><mml:mo>%</mml:mo></mml:mrow></mml:math> , and its signal is visible in the $$D^+ K^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math> invariant mass distribution. With the involvement of $$T_{c\bar{s}0}(2900)^{++}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>¯</mml:mo></mml:mrow></mml:mover><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2900</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math> , the fit fractions of $$\chi _{c0}(3915)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>3915</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math> and $$\chi _{c2}(3930)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>3930</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math> may be much different with the ones obtained by the amplitude analysis in Ref. [Aaij et al. Phys. Rev. D 102:112003, 2020], which may shed light on the long standing puzzle of $$\chi _{c0}(3915)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>χ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>3915</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math> as the conventional charmonium.

Topics & Concepts