Study of dipion bottomonium transitions and search for the h_{b}(1P) state

Lees, J.; Poireau, V.; Tisserand, V.; Garra Tico, J.; Grauges, E.; Martinelli, M.; Milanes, D.; Palano, A.; Pappagallo, M.; Eigen, G.; Stugu, B.; Sun, L.; Brown, D.; Kerth, L.; Kolomensky, Y. u.; Lynch, G.; Koch, H.; Schroeder, T.; Asgeirsson, D.; Hearty, C.; Mattison, T.; Mckenna, J.; Khan, A.; Blinov, V.; Buzykaev, A.; Druzhinin, V.; Golubev, V.; Kravchenko, E.; Onuchin, A.; Serednyakov, S.; Skovpen, Y. u.; Solodov, E.; Todyshev, K.; Yushkov, A.; Bondioli, M.; Curry, S.; Kirkby, D.; Lankford, A.; Mandelkern, M.; Stoker, D.; Atmacan, H.; Gary, J.; Liu, F.; Long, O.; Vitug, G.; Campagnari, C.; Hong, T.; Kovalskyi, D.; Richman, J.; West, C.; Eisner, A.; Kroseberg, J.; Lockman, W.; Martinez, A.; Schalk, T.; Schumm, B.; Seiden, A.; Cheng, C.; Doll, D.; Echenard, B.; Flood, K.; Hitlin, D.; Ongmongkolkul, P.; Porter, F.; Rakitin, A.; Andreassen, R.; Dubrovin, M.; Meadows, B.; Sokoloff, M.; Bloom, P.; Ford, W.; Gaz, A.; Nagel, M.; Nauenberg, U.; Smith, J.; Wagner, S.; Ayad, R.; Toki, W.; Spaan, B.; Kobel, M.; Schubert, K.; Schwierz, R.; Bernard, D.; Verderi, M.; Clark, P.; Playfer, S.; Bettoni, D.; Bozzi, C.; Calabrese, R.; Cibinetto, G.; Fioravanti, E.; Garzia, I.; Luppi, E.; Munerato, M.; Negrini, M.; Piemontese, L.; Baldini Ferroli, R.; Calcaterra, A.; de Sangro, R.; Finocchiaro, G.; Nicolaci, M.; Patteri, P.; Peruzzi, I.; Piccolo, M.; Rama, M.; Zallo, A.; Contri, R.; Guido, E.; Lo Vetere, M.; Monge, M.; Passaggio, S.; Patrignani, C.; Robutti, E.; Bhuyan, B.; Prasad, V.; Lee, C.; Morii, M.; Edwards, A.; Adametz, A.; Marks, J.; Uwer, U.; Bernlochner, F.; Ebert, M.; Lacker, H.; Lueck, T.; Dauncey, P.; Tibbetts, M.; Behera, P.; Mallik, U.; Chen, C.; Cochran, J.; Crawley, H.; Meyer, W.; Prell, S.; Rosenberg, E.; Rubin, A.; Gritsan, A.; Guo, Z.; Arnaud, N.; Davier, M.; Grosdidier, G.; Le Diberder, F.; Lutz, A.; Malaescu, B.; Roudeau, P.; Schune, M.; Stocchi, A.; Wormser, G.; Lange, D.; Wright, D.; Bingham, I.; Chavez, C.; Coleman, J.; Fry, J.; Gabathuler, E.; Hutchcroft, D.; Payne, D.; Touramanis, C.; Bevan, A.; Di Lodovico, F.; Sacco, R.; Sigamani, M.; Cowan, G.; Paramesvaran, S.; Brown, D.; Davis, C.; Denig, A.; Fritsch, M.; Gradl, W.; Hafner, A.; Prencipe, E.; Alwyn, K.; Bailey, D.; Barlow, R.; Jackson, G.; Lafferty, G.; Cenci, R.; Hamilton, B.; Jawahery, A.; Roberts, D.; Simi, G.; Dallapiccola, C.; Cowan, R.; Dujmic, D.; Sciolla, G.; Lindemann, D.; Patel, P.; Robertson, S.; Schram, M.; Biassoni, P.; Lazzaro, A.; Lombardo, V.; Palombo, F.; Stracka, S.; Cremaldi, L.; Godang, R.; Kroeger, R.; Sonnek, P.; Summers, D.; Nguyen, X.; Taras, P.; De Nardo, G.; Monorchio, D.; Onorato, G.; Sciacca, C.; Raven, G.; Snoek, H.; Jessop, C.; Knoepfel, K.; Losecco, J.; Wang, W.; Honscheid, K.; Kass, R.; Brau, J.; Frey, R.; Sinev, N.; Strom, D.; Torrence, E.; Feltresi, E.; Gagliardi, N.; Margoni, M.; Morandin, M.; Posocco, M.; Rotondo, M.; Simonetto, F.; Stroili, R.; Ben Haim, E.; Bomben, M.; Bonneaud, G.; Briand, H.; Calderini, G.; Chauveau, J.; Hamon, O.; Leruste, P. h.; Marchiori, G.; Ocariz, J.; Sitt, S.; Biasini, M.; Manoni, E.; Pacetti, S.; Rossi, A.; Angelini, C.; Batignani, G.; Bettarini, S.; Carpinelli, M.; Casarosa, G.; Cervelli, A.; Forti, F.; Giorgi, M.; Lusiani, A.; Neri, N.; Oberhof, B.; Paoloni, E.; Perez, A.; Rizzo, G.; Walsh, J.; Lopes Pegna, D.; Lu, C.; Olsen, J.; Smith, A.; Telnov, A.; Anulli, F.; Cavoto, G.; Faccini, R.; Ferrarotto, F.; Ferroni, F.; Gaspero, M.; Li Gioi, L.; Mazzoni, M.; Piredda, G.; Bünger, C.; Grünberg, O.; Hartmann, T.; Leddig, T.; Schröder, H.; Waldi, R.; Adye, T.; Olaiya, E.; Wilson, F.; Emery, S.; Hamel de Monchenault, G.; Vasseur, G.; Yèche, C. h.; Aston, D.; Bard, D.; Bartoldus, R.; Benitez, J.; Cartaro, C.; Convery, M.; Dorfan, J.; Dubois Felsmann, G.; Dunwoodie, W.; Field, R.; Franco Sevilla, M.; Fulsom, B.; Gabareen, A.; Graham, M.; Grenier, P.; Hast, C.; Innes, W.; Kelsey, M.; Kim, H.; Kim, P.; Kocian, M.; Leith, D.; Lewis, P.; Li, S.; Lindquist, B.; Luitz, S.; Luth, V.; Lynch, H.; Macfarlane, D.; Muller, D.; Neal, H.; Nelson, S.; Ofte, I.; Perl, M.; Pulliam, T.; Ratcliff, B.; Roodman, A.; Salnikov, A.; Santoro, V.; Schindler, R.; Snyder, A.; Su, D.; Sullivan, M.; Va’Vra, J.; Wagner, A.; Weaver, M.; Wisniewski, W.; Wittgen, M.; Wright, D.; Wulsin, H.; Yarritu, A.; Young, C.; Ziegler, V.; Park, W.; Purohit, M.; White, R.; Wilson, J.; Randle Conde, A.; Sekula, S.; Bellis, M.; Burchat, P.; Miyashita, T.; Alam, M.; Ernst, J.; Gorodeisky, R.; Guttman, N.; Peimer, D.; Soffer, A.; Lund, P.; Spanier, S.; Eckmann, R.; Ritchie, J.; Ruland, A.; Schilling, C.; Schwitters, R.; Wray, B.; Izen, J.; Lou, X.; Bianchi, F.; Gamba, D.; Lanceri, Livio; Vitale, Lorenzo; Lopez March, N.; Martinez Vidal, F.; Oyanguren, A.; Ahmed, H.; Albert, J.; Banerjee, S. w.; Choi, H.; King, G.; Kowalewski, R.; Lewczuk, M.; Lindsay, C.; Nugent, I.; Roney, J.; Sobie, R.; Gershon, T.; Harrison, P.; Latham, T.; Puccio, E.; Band, H.; Dasu, S.; Pan, Y.; Prepost, R.; Vuosalo, C.; Wu, S.

doi:10.1103/PhysRevD.84.011104

We study inclusive dipion decays using a sample of 108×106Υ(3S) events recorded with the BABAR detector. We search for the decay mode Υ(3S)→π+π-hb(1P) and find no evidence for the bottomonium spin-singlet state hb(1P) in the invariant mass distribution recoiling against the π+π- system. Assuming the hb(1P) mass to be 9.900 GeV/c2, we measure the upper limit on the branching fraction B[Υ(3S)→π+π-hb(1P)]<1.2×10-4, at 90% confidence level. We also investigate the χbJ(2P)→π+π-χbJ(1P), Υ(3S)→π+π-Υ(2S), and Υ(2S)→π+π-Υ(1S) dipion transitions and present an improved measurement of the branching fraction of the Υ(3S)→π+π-Υ(2S) decay and of the Υ(3S)-Υ(2S) mass difference.