Interpretations of the new LHCb $$P_c(4337)^+$$ pentaquark state

Abstract

Abstract Recently the LHCb Collaboration has observed a new pentaquark state, the $$P_c(4337)^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>P</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>4337</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> . Owing to its proximity to the $$\chi _{c0}(1S) p$$ <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>1</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mi>p</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> , $${\bar{D}}^* \varLambda _c$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <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:mo>∗</mml:mo> </mml:msup> <mml:msub> <mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> , $${\bar{D}} \varSigma _c$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>D</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:msub> <mml:mi>Σ</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> and $${\bar{D}} \varSigma _c^*$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>D</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:msubsup> <mml:mi>Σ</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>∗</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:math> thresholds, this new pentaquark might very well be a meson–baryon bound state. However its spin and parity have not been determined yet and none of the previous possibilities can be ruled out.We briefly explore a few of these options and the consequences they entail in the present manuscript: (i) the $$P_c(4337)^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>P</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>4337</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> might be a $$\chi _{c0}(1S) p$$ <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>1</mml:mn> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mi>p</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> bound state, (ii) the $$P_c(4312)^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>P</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>4312</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> and $$P_c(4337)^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>P</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>4337</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> might be $${\bar{D}}^* \varLambda _c$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <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:mo>∗</mml:mo> </mml:msup> <mml:msub> <mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> and $${\bar{D}} \varSigma _c$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>D</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:msub> <mml:mi>Σ</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> states close to threshold, respectively, where the Breit–Wigner mass might not correspond to the location of the poles, (iii) the locations of the $$P_c(4312)^+$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>P</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>4312</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> and $$P_c(4337)^+$$ <mml:math xmlns:mml="h

Topics & Concepts