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Journal Article PUBDB-2023-01061
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Observation of $e^+e^-\to\omega\chi_{bJ}(1P)$ and search for $X_b \to \omega\Upsilon(1S)$ at $\sqrt{s}$ near 10.75 GeV

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2022
APS College Park, Md.

Physical review letters 130(9), 091902 () [10.1103/PhysRevLett.130.091902]
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Report No.: Belle II Preprint 2022-004; KEK Preprint 2022-24; arXiv:2208.13189

Abstract: We study the processes $e^+e^-\to\omega\chi_{bJ}(1P)$ ($J$ = 0, 1, or 2) using samples at center-of-mass energies $\sqrt{s}$ = 10.701, 10.745, and 10.805 GeV, corresponding to 1.6, 9.8, and 4.7 fb$^{-1}$ of integrated luminosity, respectively. These data were collected with the Belle II detector during special operations of the SuperKEKB collider above the $\Upsilon(4S)$ resonance. We report the first observation of $\omega\chi_{bJ}(1P)$ signals at $\sqrt{s}$ = 10.745 GeV. By combining Belle II data with Belle results at $\sqrt{s}$ = 10.867 GeV, we find energy dependencies of the Born cross sections for $e^+e^-\to \omega\chi_{b1,b2}(1P)$ to be consistent with the shape of the $\Upsilon(10753)$ state. These data indicate that the internal structures of the $\Upsilon(10753)$ and $\Upsilon(10860)$ states may differ. Including data at $\sqrt{s}$ = 10.653 GeV, we also search for the bottomonium equivalent of the $X(3872)$ state decaying into $\omega\Upsilon(1S)$. No significant signal is observed for masses between 10.45 and 10.65 GeV/$c^2$.

Keyword(s): electron positron: annihilation ; electron positron: colliding beams ; BELLE ; Upsilon(9460): electroproduction ; X(3872) ; omega(783) ; KEK-B ; bottomonium: electroproduction ; Upsilon(10570): electroproduction ; mass spectrum: (Upsilon(9460) omega(783)) ; Born approximation ; tree approximation ; experimental results ; 10.701 GeV-cms ; 10.745 GeV-cms ; 10.805 GeV-cms

Classification:

Note: 7 pages, 3 figures, accepted by PRL
Contributing Institute(s):
  1. BELLE II Experiment (BELLE)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
Experiment(s):
  1. KEK: BELLE I/II

Appears in the scientific report 2022
Database coverage:
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