Observation of a New Narrow Axial-Vector Mesona1(1420)

Adolph, C.; Akhunzyanov, R.; Alexeev, M.  . g.; Alexeev, G.  . d.; Amoroso, A.; Andrieux, V.; Anosov, V.; Austregesilo, A.; Azevedo, C.; Badełek, B.; Balestra, F.; Barth, J.; Beck, R.; Bedfer, Y.; Bernhard, J.; Bicker, K.; Bielert, E.  . r.; Birsa, R.; Bisplinghoff, J.; Bodlak, M.; Boer, M.; Bordalo, P.; Bradamante, Franco; Braun, C.; Bressan, Andrea; Büchele, M.; Burtin, E.; Chang, W. C.; Chiosso, M.; Choi, I.; Chung, S.  . u.; Cicuttin, A.; Crespo, M.  . l.; Curiel, Q.; DALLA TORRE, Silvia; Dasgupta, SHUDDHA SHANKAR; Dasgupta, S.; Denisov, O.  . y. u.; Dhara, L.; Donskov, S.  . v.; Doshita, N.; Dünnweber, W.; Duic, Venicio; Dziewiecki, M.; Efremov, A.; Eversheim, P.  . d.; Eyrich, W.; Faessler, M.; Ferrero, A.; Finger, M.; Finger, M.; Fischer, H.; Franco, C.; du Fresne von Hohenesche, N.; Friedrich, J.  . m.; Frolov, V.; Gautheron, F.; Gavrichtchouk, O.  . p.; Gerassimov, S.; Gnesi, I.; Gorzellik, M.; Grabmüller, S.; Grasso, A.; Grosse Perdekamp, M.; Grube, B.; Grussenmeyer, T.; Guskov, A.; Haas, F.; Hahne, D.; von Harrach, D.; Hashimoto, R.; Heinsius, F.  . h.; Herrmann, F.; Hinterberger, F.; Horikawa, N.; D’Hose, N.; Hsieh, C. Yu; Huber, S.; Ishimoto, S.; Ivanov, A.; Ivanshin, Y. u.; Iwata, T.; Jahn, R.; Jary, V.; Jörg, P.; Joosten, R.; Kabuß, E.; Ketzer, B.; Khaustov, G.  . v.; Khokhlov, Y. u.  . a.; Kisselev, Y. u.; Klein, F.; Klimaszewski, K.; Koivuniemi, J.  . h.; Kolosov, V.  . n.; Kondo, K.; Königsmann, K.; Konorov, I.; Konstantinov, V.  . f.; Kotzinian, A.  . m.; Kouznetsov, O.; Krämer, M.; Kremser, P.; Krinner, F.; Kroumchtein, Z.  . v.; Kuchinski, N.; Kunne, F.; Kurek, K.; Kurjata, R.  . p.; Lednev, A.  . a.; Lehmann, A.; Levillain, M.; Levorato, Stefano; Lichtenstadt, J.; Maggiora, A.; Magnon, A.; Makins, N.; Makke, Nour; Mallot, G.  . k.; Marchand, C.; Martin, Anna; Marzec, J.; Matousek, Jan; Matsuda, H.; Matsuda, T.; Meshcheryakov, G.; Meyer, W.; Michigami, T.; Mikhailov, Y. u.  . v.; Miyachi, Y.; Nagaytsev, A.; Nagel, T.; Nerling, F.; Neyret, D.; Nikolaenko, V.  . i.; Novy, J.; Nowak, W. D.; Nunes, A.  . s.; Olshevsky, A.  . g.; Orlov, I.; Ostrick, M.; Panzieri, D.; Parsamyan, B.; Paul, S.; Peng, J. C.; Pereira, F.; Pesek, M.; Peshekhonov, D.  . v.; Platchkov, S.; Pochodzalla, J.; Polyakov, V.  . a.; Pretz, J.; Quaresma, M.; Quintans, C.; Ramos, S.; Regali, C.; Reicherz, G.; Riedl, C.; Rocco, E.; Rossiyskaya, N.  . s.; Ryabchikov, D.  . i.; Rychter, A.; Samoylenko, V.  . d.; Sandacz, A.; Santos, C.; Sarkar, S.; Savin, I.  . a.; Sbrizzai, Giulio; Schiavon, P.; Schmeing, S.; Schmidt, K.; Schmieden, H.; Schönning, K.; Schopferer, S.; Schlüter, T.; Selyunin, A.; Shevchenko, O.  . y. u.; Silva, L.; Sinha, L.; Sirtl, S.; Slunecka, M.; Sozzi, Federica; Srnka, A.; Stolarski, M.; Sulc, M.; Suzuki, H.; Szabelski, A.; Szameitat, T.; Sznajder, P.; Takekawa, Stefano; ter Wolbeek, J.; Tessaro, S.; Tessarotto, F.; Thibaud, F.; Tskhay, V.; Uhl, S.; Veloso, J.; Virius, M.; Wallner, S.; Weisrock, T.; Wilfert, M.; Zaremba, K.; Zavertyaev, M.; Zemlyanichkina, E.; Ziembicki, M.; Zink, A.

doi:10.1103/PhysRevLett.115.082001

The COMPASS Collaboration at CERN has measured diffractive dissociation of 190 GeV/c pions into the π−π−π+ final state using a stationary hydrogen target. A partial-wave analysis (PWA) was performed in bins of 3π mass and four-momentum transfer using the isobar model and the so far largest PWA model consisting of 88 waves. A narrow peak is observed in the f0(980)π channel with spin, parity and C-parity quantum numbers JPC=1++. We present a resonance-model study of a subset of the spin-density matrix selecting 3π states with JPC=2++ and 4++ decaying into ρ(770)π and with JPC=1++ decaying into f0(980)π. We identify a new a1 meson with mass (1414+15−13) MeV/c2 and width (153+8−23) MeV/c2. Within the final states investigated in our analysis, we observe the new a1(1420) decaying only into f0(980)π, suggesting its exotic nature.