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Title: Observation of the χ b 1 ( 3 P ) and χ b 2 ( 3 P ) and Measurement of their Masses

Journal Article · · Physical Review Letters
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The $$\chi_\mathrm{b1}$$(3P) and $$\chi_\mathrm{b2}$$(3P) states are observed through their $$\Upsilon$$(3S) $$\gamma$$ decays, using an event sample of proton-proton collisions collected by the CMS experiment at the CERN LHC. The data were collected at a center-of-mass energy of 13 TeV and correspond to an integrated luminosity of 80.0 fb$$^{-1}$$. The $$\Upsilon$$(3S) mesons are identified through their dimuon decay channel, while the low-energy photons are detected after converting to e$^+$$e$$^-$ pairs in the silicon tracker, leading to a $$\chi_\mathrm{b}$$(3P) mass resolution of 2.2 MeV. This is the first time that the $J =$ 1 and 2 states are well resolved and their masses individually measured: 10$$\,$$513.42 $$\pm$$ 0.41 (stat) $$\pm$$ 0.18 (syst) MeV and 10$$\,$$524.02 $$\pm$$ 0.57 (stat) $$\pm$$ 0.18 (syst) MeV; they are determined with respect to the world-average value of the $$\Upsilon$$(3S) mass, which has an uncertainty of 0.5 MeV. As a result, the mass splitting is measured to be 10.60 $$\pm$$ 0.64 (stat) $$\pm$$ 0.17 (syst) MeV.

Research Organization:
Fermi National Accelerator Laboratory (FNAL), Batavia, IL (United States); Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), Livermore, CA (United States)
Sponsoring Organization:
USDOE Office of Science (SC), High Energy Physics (HEP)
Contributing Organization:
CMS Collaboration
Grant/Contract Number:
AC02-07CH11359
OSTI ID:
1452827
Report Number(s):
FERMILAB-PUB-18-250-CMS; arXiv:1805.11192; CMS-BPH-17-008; CERN-EP-2018-134; PRLTAO; 1675256; TRN: US1900993
Journal Information:
Physical Review Letters, Vol. 121, Issue 9; ISSN 0031-9007
Publisher:
American Physical Society (APS)Copyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English
Citation Metrics:
Cited by: 28 works
Citation information provided by
Web of Science

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