Evidence of $h_b\left(2\mathrm{P}\right)\to \mathrm{\Upsilon }\left(1\mathrm{S}\right)\eta$ Decay and Search for $h_b(1\mathrm{P},2\mathrm{P})\to \mathrm{\Upsilon }\left(1\mathrm{S}\right){\pi }^0$ with the Belle Detector

Journal Article · 24 December 2024 · Physical Review Letters

DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.261901 · OSTI ID:2483704

Kovalenko, E. ; Adachi, I. ; Aihara, H. ; Asner, D. M. ; Aushev, T. ; Ayad, R. ; Babu, V. ; Banerjee, Sw. ; Belous, K. ; Bennett, J. ; Bessner, M. ; Bilka, T. ; Biswas, D. ; Bobrov, A. ; Bodrov, D. ; Bondar, A. ; Bozek, A. ; Bračko, M. ; Branchini, P. ; Browder, T. E. ; Budano, A. ; Campajola, M. ; Chang, M. -C. ; Cheon, B. G. ; Chilikin, K. ; Cho, H. E. ; Cho, K. ; Cho, S. -J. ; Choi, S. -K. ; Choi, Y. ; Choudhury, S. ; Dash, N. ; De Nardo, G. ; De Pietro, G. ; Dhamija, R. ; Di Capua, F. ; Doležal, Z. ; Dong, T. V. ; Dubey, S. ; Ecker, P. ; Epifanov, D. ; Ferlewicz, D. ; Fulsom, B. G. ; Garg, R. ; Gaur, V. ; Garmash, A. ; Giri, A. ; Goldenzweig, P. ; Graziani, E. ; Gu, T. ; Guan, Y. ; Gudkova, K. ; Hadjivasiliou, C. ; Hara, T. ; Hayasaka, K. ; Hazra, S. ; Hou, W. -S. ; Hsu, C. -L. ; Inami, K. ; Ipsita, N. ; Ishikawa, A. ; Itoh, R. ; Iwasaki, M. ; Jacobs, W. W. ; Jin, Y. ; Kawasaki, T. ; Kiesling, C. ; Kim, C. H. ; Kim, D. Y. ; Kim, K. -H. ; Kim, Y. -K. ; Kinoshita, K. ; Kodyš, P. ; Korobov, A. ; Korpar, S. ; Križan, P. ; Krokovny, P. ; Kuhr, T. ; Kumar, R. ; Kumara, K. ; Kuzmin, A. ; Kwon, Y. -J. ; Lai, Y. -T. ; Lam, T. ; Levit, D. ; Li, L. K. ; Li Gioi, L. ; Libby, J. ; Liventsev, D. ; Ma, Y. ; Martini, A. ; Masuda, M. ; Matsuda, T. ; Matvienko, D. ; Meier, F. ; Merola, M. ; Miyabayashi, K. ; Mizuk, R. ; Mohanty, G. B. ; Mussa, R. ; Nakamura, I. ; Nakao, M. ; Natkaniec, Z. ; Natochii, A. ; Nayak, L. ; Nayak, M. ; Niiyama, M. ; Nishida, S. ; Ogawa, S. ; Ono, H. ; Pakhlova, G. ; Pardi, S. ; Park, J. ; Park, S. -H. ; Passeri, A. ; Patra, S. ; Paul, S. ; Pedlar, T. K. ; Pestotnik, R. ; Piilonen, L. E. ; Podobnik, T. ; Prencipe, E. ; Prim, M. T. ; Purohit, M. V. ; Rout, N. ; Russo, G. ; Sandilya, S. ; Santelj, L. ; Savinov, V. ; Schnell, G. ; Schwanda, C. ; Seino, Y. ; Senyo, K. ; Sevior, M. E. ; Shan, W. ; Sharma, C. ; Shiu, J. -G. ; Shwartz, B. ; Sokolov, A. ; Solovieva, E. ; Starič, M. ; Sumihama, M. ; Takizawa, M. ; Tamponi, U. ; Tanida, K. ; Tenchini, F. ; Tiwary, R. ; Uchida, M. ; Unno, Y. ; Uno, S. ; Usov, Y. ; Vinokurova, A. ; Wang, D. ; Wang, E. ; Wang, M. -Z. ; Wang, X. L. ; Won, E. ; Yabsley, B. D. ; Yan, W. ; Yang, S. B. ; Yelton, J. ; Yin, J. H. ; Yook, Y. ; Yuan, C. Z. ; Zhang, Z. P. ; Zhilich, V.

We report the first evidence for the $h_b\left(2\mathrm{P}\right)\to \mathrm{\Upsilon }\left(1\mathrm{S}\right)\eta$ transition with a significance of 3.5 standard deviations. The decay branching fraction is measured to be $\mathcal{B}\left[h_b\right(2\mathrm{P})\to \mathrm{\Upsilon }(1\mathrm{S}\left)\eta \right]=({7.1}_{-3.2}^{+3.7}\pm 0.8)\times {10}^{-3}$ , which is noticeably smaller than expected. We also set upper limits on ${\pi }^0$ transitions of $\mathcal{B}\left[h_b\right(2\mathrm{P})\to \mathrm{\Upsilon }(1\mathrm{S}\left){\pi }^0\right]<1.8\times {10}^{-3}$ , and $\mathcal{B}\left[h_b\right(1\mathrm{P})\to \mathrm{\Upsilon }(1\mathrm{S}\left){\pi }^0\right]<1.8\times {10}^{-3}$ , at the 90% confidence level. These results are obtained with a $131.4{\mathrm{fb}}^{-1}$ data sample collected near the $\mathrm{\Upsilon }\left(5\mathrm{S}\right)$ resonance with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy $e^{+}{e}^{-}$ collider. Published by the American Physical Society 2024

• Sponsoring Organization: USDOE
• OSTI ID: 2483704
• Journal Information: Physical Review Letters, Journal Name: Physical Review Letters Journal Issue: 26 Vol. 133; ISSN 0031-9007; ISSN PRLTAO
• Publisher: American Physical SocietyCopyright Statement
• Country of Publication: United States
• Language: English