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Title: Observation of muonic Dalitz decays of chib mesons and precise spectroscopy of hidden-beauty states
A<sc>bstract</sc> The decays of the χb1(1P), χb2(1P), χb1(2P) and χb2(2P) mesons into the Υ(1S)μ+μfinal state are observed with a high significance using proton-proton collision data collected with the LHCb detector and corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−1. The newly observed decays together with the Υ(2S) → Υ(1S)π+πand Υ(3S) → Υ(2S)π+πdecay modes are used for precision measurements of the mass and mass splittings for the hidden-beauty states.  more » « less
Award ID(s):
2411639
PAR ID:
10615039
Author(s) / Creator(s):
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Corporate Creator(s):
Publisher / Repository:
sissa
Date Published:
Journal Name:
Journal of High Energy Physics
Volume:
2024
Issue:
10
ISSN:
1029-8479
Format(s):
Medium: X
Sponsoring Org:
National Science Foundation
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  1. A<sc>bstract</sc> We present an analysis of the processe+e→π+πΥ(nS) (wheren= 1, 2, or 3) reconstructed in 19.6 fb−1of Belle II data during a special run of the SuperKEKB collider at four energy points near the peak of the Υ(10753) resonance. By analyzing the mass distribution of theπ+πΥ(nS) system and the Born cross sections of thee+e→π+πΥ(nS) process, we report the first observation of Υ(10753) decays to theπ+πΥ(1S) andπ+πΥ(2S) final states, and find no evidence for decays toπ+πΥ(3S). Possible intermediate states in theπ+πΥ(1S,2S) transitions are also investigated, and no evidence for decays proceeding via the$$ {\pi}^{\mp }{Z}_b^{\pm } $$ π Z b ± orf0(980)Υ(nS) intermediate states is found. We measure Born cross sections for thee+e→π+πΥ(nS) process that, combined with results from Belle, obtain the mass and width of Υ(10753) to be (10756.6 ± 2.7 ± 0.9) MeV/c2and (29.0 ± 8.8 ± 1.2) MeV, respectively. The relative ratios of the Born cross sections at the Υ(10753) resonance peak are also reported for the first time. 
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  2. A<sc>bstract</sc> A search for the decay$$ {B}_c^{+} $$ B c + → χc1(3872)π+is reported using proton-proton collision data collected with the LHCb detector between 2011 and 2018 at centre-of-mass energies of 7, 8, and 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−1. No significant signal is observed. Using the decay$$ {B}_c^{+} $$ B c + →ψ(2S)π+as a normalisation channel, an upper limit for the ratio of branching fractions$$ {\mathcal{R}}_{\psi (2S)}^{\chi_{c1}(3872)}=\frac{{\mathcal{B}}_{B_c^{+}\to {\chi}_{c1}(3872){\pi}^{+}}}{{\mathcal{B}}_{B_c^{+}\to \psi (2S){\pi}^{+}}}\times \frac{{\mathcal{B}}_{\chi_{c1}(3872)\to J/\psi {\pi}^{+}{\pi}^{-}}}{{\mathcal{B}}_{\psi (2S)\to J/\psi {\pi}^{+}{\pi}^{-}}}<0.05(0.06), $$ R ψ 2 S χ c 1 3872 = B B c + χ c 1 3872 π + B B c + ψ 2 S π + × B χ c 1 3872 J / ψ π + π B ψ 2 S J / ψ π + π < 0.05 0.06 , is set at the 90 (95)% confidence level. 
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  4. A<sc>bstract</sc> An angular analysis ofB0→ K*0e+edecays is presented using proton-proton collision data collected by the LHCb experiment at centre-of-mass energies of 7, 8 and 13 TeV, corresponding to an integrated luminosity of 9 fb−1. The analysis is performed in the region of the dilepton invariant mass squared of 1.1–6.0 GeV2/c4. In addition, a test of lepton flavour universality is performed by comparing the obtained angular observables with those measured inB0→ K*0μ+μdecays. In general, the angular observables are found to be consistent with the Standard Model expectations as well as with global analyses of otherb → sℓ+processes, whereℓis either a muon or an electron. No sign of lepton-flavour-violating effects is observed. 
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