观测衰变 Upsilon(4S) -> Upsilon(1S) π+ π-

我们研究了通过发射带电 π 粒子的 Upsilon 状态之间的转换。使用 477 fb^{-1} 数据，收集于 KEKB 非对称能量 e+ e- 碰撞器上运行的 Belle 探测器。我们选取包含 Upsilon(4S) -> μ+ μ- π+ π- X 事件的包容性样本（其中 X 表示任何东西），并观察到在质量差分布 Delta M = (M(μ+μ-π+π-) - M(μ+μ-)) 中的一个峰。该峰位于 Delta M = (1119.2 ± 0.4) MeV/c^2，被识别为衰变 Upsilon(4S) -> Upsilon(1S) π+ π- 的信号，其后跟随 Upsilon(1S) -> μ+ μ- 的衰变。测得的乘积分支截面 BR(Upsilon(4S) -> Upsilon(1S) π+ π-) × BR(Upsilon(1S) -> μ+μ-) = (4.4 ± 0.8(统计) ± 0.6(系统)) × 10^{-6}。当使用 PDG 中 Upsilon(1S) -> μ+μ- 的值时，这对应于 BR(Upsilon(4S) -> Upsilon(1S) π+ π-) = (1.8 ± 0.3(统计) ± 0.2(系统)) × 10^{-4}，以及部分衰变宽度 Gamma(Upsilon(4S) -> Upsilon(1S) π+ π-) = (3.7 ± 0.6(统计) ± 0.7(系统)) keV。