Ricerca del processo Y (10753) → ππhb(1P ) all'esperimento Belle II

During the scan of the energies above the Υ(4S), the Belle experiment found a resonance structure at around 10753 MeV in the cross section of e+e− → ππΥ(nS), with n = 1, 2, 3. This structure was identified as an exotic state and it was named Y (10753); since it was produced directly in the e+e− collisions, the quantum numbers JP C = 1−− were assigned. In November 2021 Belle II took new data with increased luminosity at four energies around the Y (10753), between the energy points already inspected by Belle. In this work it is presented a blind analysis aimed to measure the Y (10753) → ππ hb(1P ) cross section via the inclusive reconstruction of the hb(1P ). This mea- surement will help to investigate the nature of the Y (10753), and to study if tran- sitions to intermediate exotic states do occur, which should lead to an increase in the production cross section. The analysis will be performed by studying the Mmiss(ππ) spectrum in search of a peak in the hb(1P ) mass region and measuring the yield of the signal events. The yields will be measured for four energy points (10657, 10706, 10745, 10805 MeV) to study the behaviour of the cross section around the Y (10753). The track selections for the pion candidates have been per- formed by Monte Carlo simulations of e+e− → ππhb(1P ) and background events. The efficiency for the obtained cuts has been validated on two control channels, D∗+ → π+D0 → π+K−π+ and D∗+ → π+D0 → π+K−π+π0, with the data col- lected by Belle II at the four points of the scan. A strategy to correct the eventual data-simulation discrepancy for the track selection is developed, according to the values of pt of the tracks . A multi variate analysis is performed in order to reject continuum events from e+e− → qq process, using a stochastic gradient boosted decision tree (SGBDT) already trained for the Υ(4S) → ηhb(1P ) analysis.

Durante lo scan di energie sopra la Υ(4S), Belle ha trovato una struttura riso- nante nella sezione d’urto e+e− → ππΥ(nS), con n = 1, 2, 3, intorno a 10753 MeV. Questa sttuttura è stata identificata come uno stato esotico e chiamata Y (10753); essendo prodotta direttamente nella collisione tra e+e−, sono stati assegnati i nu- meri quantici JP C = 1−−. A novembre 2021 Belle II ha acquisito nuovi dati con maggiore luminosità rispetto a Belle a quattro energie attorno alla Y(10753). In questo lavoro viene presentata una analisi con lo scopo di misurare la sezione d’urto del processo e+e− → ππhb(1P ) attraverso la ricostruzione inclusiva del mesone hb(1P ). Questa misura aiuta a capire meglio la natura della Y(10753), e permette di verificare se è presente la transizione sullo stato carico intermedio Zb(10610) tra Y (10753) e hb(1P ), transizione che comporterebbe un aumento della sezione d’urto. Questa analisi sarà effettuata attraverso lo studio dello spettro della massa di rinculo della coppia di pioni Mmiss(ππ), alla ricerca di un picco nella regione di massa della hb(1P ), allo scopo di misurare la resa del segnale. La resa verrà misurata alle quattro energie attorno alla Y(10753) (10657, 10706, 10745, 1805 MeV) con i dati presi da Belle II. La selezione delle tracce dei pioni è stata effettuata attraverso simulazioni Monte Carlo (MC) di eventi e+e− → ππhb(1P ) e di eventi di fondo. L’efficienza per questi tagli è stata validata su due canali di controllo, D∗+ → π+D0 → π+K−π+ and D∗+ → π+D0 → π+K−π+π0, con i dati acquisiti da Belle II ai quattro punti dello scan, ed è stata sviluppata una strategia per correggere una eventuale discrepanza tra dati e MC per la selezione delle tracce, in base al momento trasverso di ogni traccia. È stata effettuata una analisi multivariata allo scopo di rimuovere gli eventi di "continuo" provenienti dai processi e+e− → qq, attraverso l’utilizzo del metodo "stochastic gradient boosted decision tree" (SGBDT) già utilizzato per l’analisi del decadimento Υ(4S) → ηhb(1P ).