Observation of $e^+e^-\toηΥ(2S)$ and search for $e^+e^-\toηΥ(1S),~γX_b$ at $\sqrt{s}$ near 10.75 GeV
Belle II Collaboration, I. Adachi, L. Aggarwal, H. Ahmed, Y. Ahn, H. Aihara, N. Akopov, S. Alghamdi, M. Alhakami, A. Aloisio, N. Althubiti, K. Amos, M. Angelsmark, N. Anh Ky, C. Antonioli, D. M. Asner, H. Atmacan, T. Aushev, V. Aushev, M. Aversano, R. Ayad, V. Babu, H. Bae, N. K. Baghel, S. Bahinipati, P. Bambade, Sw. Banerjee, S. Bansal, M. Barrett, M. Bartl, J. Baudot, A. Baur, A. Beaubien, F. Becherer, J. Becker, J. V. Bennett, F. U. Bernlochner, V. Bertacchi, M. Bertemes, E. Bertholet, M. Bessner, S. Bettarini, V. Bhardwaj, B. Bhuyan, F. Bianchi, T. Bilka, D. Biswas, A. Bobrov, D. Bodrov, A. Bondar, G. Bonvicini, A. Boschetti, A. Bozek, M. Bračko, P. Branchini, R. A. Briere, T. E. Browder, A. Budano, S. Bussino, Q. Campagna, L. Cao, G. Casarosa, C. Cecchi, M. -C. Chang, P. Cheema, L. Chen, B. G. Cheon, C. Cheshta, H. Chetri, K. Chilikin, J. Chin, K. Chirapatpimol, H. -E. Cho, K. Cho, S. -J. Cho, S. -K. Choi, S. Choudhury, J. A. Colorado-Caicedo, I. Consigny, L. Corona, J. X. Cui, E. De La Cruz-Burelo, S. A. De La Motte, G. de Marino, G. De Nardo, G. De Pietro, R. de Sangro, M. Destefanis, S. Dey, A. Di Canto, J. Dingfelder, Z. Doležal, I. Domínguez Jiménez, T. V. Dong, X. Dong, M. Dorigo, K. Dugic, G. Dujany, P. Ecker, D. Epifanov, J. Eppelt, R. Farkas, P. Feichtinger, T. Ferber, T. Fillinger, C. Finck, G. Finocchiaro, F. Forti, A. Frey, B. G. Fulsom, A. Gabrielli, A. Gale, E. Ganiev, M. Garcia-Hernandez, R. Garg, G. Gaudino, V. Gaur, V. Gautam, A. Gaz, A. Gellrich, G. Ghevondyan, D. Ghosh, H. Ghumaryan, G. Giakoustidis, R. Giordano, A. Giri, P. Gironella Gironell, B. Gobbo, R. Godang, O. Gogota, P. Goldenzweig, W. Gradl, E. Graziani, D. Greenwald, Y. Guan, K. Gudkova, I. Haide, Y. Han, C. Harris, H. Hayashii, S. Hazra, C. Hearty, M. T. Hedges, A. Heidelbach, G. Heine, I. Heredia de la Cruz, M. Hernández Villanueva, T. Higuchi, M. Hoek, M. Hohmann, R. Hoppe, P. Horak, X. T. Hou, C. -L. Hsu, T. Humair, T. Iijima, K. Inami, G. Inguglia, N. Ipsita, A. Ishikawa, R. Itoh, M. Iwasaki, P. Jackson, D. Jacobi, W. W. Jacobs, E. -J. Jang, Q. P. Ji, S. Jia, Y. Jin, A. Johnson, K. K. Joo, J. Kandra, K. H. Kang, G. Karyan, T. Kawasaki, F. Keil, C. Ketter, C. Kiesling, C. -H. Kim, D. Y. Kim, J. -Y. Kim, K. -H. Kim, Y. -K. Kim, H. Kindo, K. Kinoshita, P. Kodyš, T. Koga, S. Kohani, K. Kojima, A. Korobov, S. Korpar, E. Kovalenko, R. Kowalewski, P. Križan, P. Krokovny, T. Kuhr, Y. Kulii, D. Kumar, K. Kumara, T. Kunigo, A. Kuzmin, Y. -J. Kwon, S. Lacaprara, K. Lalwani, T. Lam, L. Lanceri, J. S. Lange, T. S. Lau, M. Laurenza, R. Leboucher, F. R. Le Diberder, H. Lee, M. J. Lee, C. Lemettais, P. Leo, P. M. Lewis, C. Li, H. -J. Li, L. K. Li, Q. M. Li, S. X. Li, W. Z. Li, Y. Li, Y. B. Li, Y. P. Liao, J. Libby, J. Lin, M. H. Liu, Q. Y. Liu, Z. Liu, D. Liventsev, S. Longo, T. Lueck, C. Lyu, J. L. Ma, Y. Ma, M. Maggiora, S. P. Maharana, R. Maiti, G. Mancinelli, R. Manfredi, E. Manoni, M. Mantovano, D. Marcantonio, S. Marcello, C. Marinas, C. Martellini, A. Martens, T. Martinov, L. Massaccesi, M. Masuda, T. Matsuda, D. Matvienko, S. K. Maurya, M. Maushart, J. A. McKenna, Z. Mediankin Gruberová, R. Mehta, F. Meier, D. Meleshko, M. Merola, C. Miller, M. Mirra, S. Mitra, K. Miyabayashi, H. Miyake, R. Mizuk, G. B. Mohanty, S. Mondal, S. Moneta, A. L. Moreira de Carvalho, H. -G. Moser, H. Murakami, R. Mussa, I. Nakamura, M. Nakao, Y. Nakazawa, M. Naruki, Z. Natkaniec, A. Natochii, M. Nayak, G. Nazaryan, M. Neu, S. Nishida, R. Nomaru, S. Ogawa, R. Okubo, H. Ono, Y. Onuki, G. Pakhlova, A. Panta, S. Pardi, K. Parham, H. Park, J. Park, S. -H. Park, B. Paschen, A. Passeri, S. Patra, S. Paul, T. K. Pedlar, I. Peruzzi, R. Pestotnik, M. Piccolo, L. E. Piilonen, P. L. M. Podesta-Lerma, T. Podobnik, A. Prakash, C. Praz, S. Prell, E. Prencipe, M. T. Prim, S. Privalov, I. Prudiiev, H. Purwar, P. Rados, G. Raeuber, S. Raiz, V. Raj, K. Ravindran, J. U. Rehman, M. Reif, S. Reiter, M. Remnev, L. Reuter, D. Ricalde Herrmann, I. Ripp-Baudot, G. Rizzo, S. H. Robertson, J. M. Roney, A. Rostomyan, N. Rout, L. Salutari, D. A. Sanders, S. Sandilya, L. Santelj, C. Santos, V. Savinov, B. Scavino, M. Schnepf, C. Schwanda, Y. Seino, A. Selce, K. Senyo, J. Serrano, M. E. Sevior, C. Sfienti, W. Shan, G. Sharma, C. P. Shen, X. D. Shi, T. Shillington, T. Shimasaki, J. -G. Shiu, D. Shtol, B. Shwartz, A. Sibidanov, F. Simon, J. B. Singh, J. Skorupa, R. J. Sobie, M. Sobotzik, A. Soffer, A. Sokolov, E. Solovieva, S. Spataro, B. Spruck, M. Starič, P. Stavroulakis, S. Stefkova, L. Stoetzer, R. Stroili, M. Sumihama, N. Suwonjandee, H. Svidras, M. Takahashi, M. Takizawa, U. Tamponi, S. Tanaka, S. S. Tang, K. Tanida, F. Tenchini, F. Testa, A. Thaller, T. Tien Manh, O. Tittel, R. Tiwary, E. Torassa, K. Trabelsi, F. F. Trantou, I. Tsaklidis, M. Uchida, I. Ueda, T. Uglov, K. Unger, Y. Unno, K. Uno, S. Uno, P. Urquijo, Y. Ushiroda, S. E. Vahsen, R. van Tonder, K. E. Varvell, M. Veronesi, V. S. Vismaya, L. Vitale, V. Vobbilisetti, R. Volpe, M. Wakai, S. Wallner, M. -Z. Wang, X. L. Wang, Z. Wang, A. Warburton, S. Watanuki, C. Wessel, E. Won, X. P. Xu, B. D. Yabsley, S. Yamada, W. Yan, S. B. Yang, J. Yelton, K. Yi, J. H. Yin, K. Yoshihara, C. Z. Yuan, J. Yuan, Y. Yusa, L. Zani, F. Zeng, M. Zeyrek, B. Zhang, V. Zhilich, J. S. Zhou, Q. D. Zhou, L. Zhu, R. Žlebčík
公開日: 2025/9/2
Abstract
We present an analysis of the processes $e^{+}e^{-}\to\eta\Upsilon(1S)$, $\eta\Upsilon(2S)$, and $\gamma X_b$ with $X_b\to\pi^+\pi^-\chi_{bJ},~\chi_{bJ}\to\gamma\Upsilon(1S)$ $(J=1,~2)$ reconstructed from $\gamma\gamma\pi^+\pi^-\ell^+\ell^-~(\ell=e,~\mu)$ final states in $19.6~{\rm fb^{-1}}$ of Belle II data collected at four energy points near the peak of the $\Upsilon(10753)$ resonance. Here, $X_b$ is a hypothetical bottomonium-sector partner of the $X(3872)$. A signal of $e^{+}e^{-}\to\eta\Upsilon(2S)$ is observed with a significance greater than $6.0\sigma$. The central value of the Born cross section at 10.653 GeV is measured to be higher than that at 10.745 GeV, and we find evidence for a possible new state near $B^{*}\bar B^{*}$ threshold, with a significance of $3.2\sigma$. No significant signal is observed for $e^{+}e^{-}\to\eta\Upsilon(1S)$ or $\gamma X_b$. Upper limits on the Born cross sections for the processes $e^{+}e^{-}\to\eta\Upsilon(1S)$ and $e^{+}e^{-}\to\gamma X_b$ with $X_b\to\pi^+\pi^-\chi_{bJ}$ are determined.