First search for the $η_{c2}(1D)$ in $B$ decays at Belle

Belle Collaboration, K. Chilikin, I. Adachi, H. Aihara, S. Al Said, D. M. Asner, V. Aulchenko, T. Aushev, R. Ayad, V. Babu, S. Bahinipati, P. Behera, C. Beleño, K. Belous, J. Bennett, V. Bhardwaj, T. Bilka, J. Biswal, G. Bonvicini, A. Bozek, M. Bračko, T. E. Browder, M. Campajola, L. Cao, D. Červenkov, M. -C. Chang, V. Chekelian, A. Chen, B. G. Cheon, K. Cho, S. -K. Choi, Y. Choi, S. Choudhury, D. Cinabro, S. Cunliffe, N. Dash, G. De Nardo, F. Di Capua, Z. Doležal, T. V. Dong, S. Eidelman, D. Epifanov, J. E. Fast, T. Ferber, D. Ferlewicz, B. G. Fulsom, R. Garg, V. Gaur, N. Gabyshev, A. Garmash, A. Giri, P. Goldenzweig, B. Golob, O. Grzymkowska, O. Hartbrich, K. Hayasaka, H. Hayashii, M. Hernandez Villanueva, W. -S. Hou, C. -L. Hsu, K. Inami, G. Inguglia, A. Ishikawa, R. Itoh, M. Iwasaki, Y. Iwasaki, W. W. Jacobs, E. -J. Jang, S. Jia, Y. Jin, K. K. Joo, A. B. Kaliyar, G. Karyan, Y. Kato, T. Kawasaki, C. Kiesling, C. H. Kim, D. Y. Kim, K. -H. Kim, S. H. Kim, Y. -K. Kim, T. D. Kimmel, K. Kinoshita, P. Kodyš, S. Korpar, P. Križan, R. Kroeger, P. Krokovny, T. Kuhr, R. Kulasiri, R. Kumar, A. Kuzmin, Y. -J. Kwon, K. Lalwani, J. S. Lange, I. S. Lee, S. C. Lee, L. K. Li, Y. B. Li, L. Li Gioi, J. Libby, K. Lieret, D. Liventsev, C. MacQueen, M. Masuda, T. Matsuda, D. Matvienko, M. Merola, K. Miyabayashi, R. Mizuk, G. B. Mohanty, T. J. Moon, T. Mori, M. Mrvar, R. Mussa, M. Nakao, Z. Natkaniec, M. Nayak, N. K. Nisar, S. Nishida, K. Nishimura, K. Ogawa, S. Ogawa, H. Ono, Y. Onuki, P. Oskin, P. Pakhlov, G. Pakhlova, S. Pardi, H. Park, S. -H. Park, S. Patra, S. Paul, T. K. Pedlar, R. Pestotnik, L. E. Piilonen, T. Podobnik, V. Popov, E. Prencipe, M. T. Prim, M. Ritter, M. Röhrken, A. Rostomyan, N. Rout, G. Russo, Y. Sakai, A. Sangal, L. Santelj, T. Sanuki, V. Savinov, G. Schnell, J. Schueler, C. Schwanda, Y. Seino, K. Senyo, M. Shapkin, J. -G. Shiu, B. Shwartz, A. Sokolov, E. Solovieva, M. Starič, Z. S. Stottler, K. Sumisawa, T. Sumiyoshi, W. Sutcliffe, M. Takizawa, K. Tanida, F. Tenchini, K. Trabelsi, M. Uchida, S. Uehara, T. Uglov, Y. Unno, S. Uno, P. Urquijo, Y. Usov, G. Varner, A. Vinokurova, V. Vorobyev, C. H. Wang, E. Wang, M. -Z. Wang, P. Wang, M. Watanabe, S. Watanuki, E. Won, X. Xu, W. Yan, S. B. Yang, H. Ye, J. H. Yin, C. Z. Yuan, J. Zhang, Z. P. Zhang, V. Zhilich, V. Zhukova, V. Zhulanov

Published 2020-03-18Version 1

The first dedicated search for the $\eta_{c2}(1D)$ is carried out using the decays $B^+ \rightarrow \eta_{c2}(1D) K^+$, $B^0 \rightarrow \eta_{c2}(1D) K^0_S$, $B^0 \rightarrow \eta_{c2}(1D) \pi^- K^+$, and $B^+ \rightarrow \eta_{c2}(1D) \pi^+ K^0_S$ with $\eta_{c2}(1D) \to h_c \gamma$. No significant signal is found. For the $\eta_{c2}(1D)$ mass range between $3795$ and $3845\ \mathrm{MeV}/c^2$, the branching-fraction upper limits are determined to be $\mathcal{B}(B^+ \rightarrow \eta_{c2}(1D) K^+) \times \mathcal{B}(\eta_{c2}(1D) \to h_c \gamma) < 3.7 \times 10^{-5}$, $\mathcal{B}(B^0 \rightarrow \eta_{c2}(1D) K^0_S) \times \mathcal{B}(\eta_{c2}(1D) \to h_c \gamma) < 3.5 \times 10^{-5}$, $\mathcal{B}(B^0 \rightarrow \eta_{c2}(1D) \pi^- K^+) \times \mathcal{B}(\eta_{c2}(1D) \to h_c \gamma) < 1.0 \times 10^{-4}$, and $\mathcal{B}(B^+ \rightarrow \eta_{c2}(1D) \pi^+ K^0_S) \times \mathcal{B}(\eta_{c2}(1D) \to h_c \gamma) < 1.1 \times 10^{-4}$ at 90% C. L. The analysis is based on the 711 $\mathrm{fb}^{-1}$ data sample collected on the $\Upsilon(4S)$ resonance by the Belle detector, which operated at the KEKB asymmetric-energy $e^+ e^-$ collider.