Bottomonium spectroscopy and radiative transitions involving the chi(bJ)(1P, 2P) states at BABAR

Lees, J.  . p.; Poireau, V.; Tisserand, V.; Grauges, E.; Palano, A.; Eigen, G.; Stugu, B.; Brown, D.  . n.; Kerth, L.  . t.; Kolomensky, Y. u.  . g.; Lee, M.  . j.; Lynch, G.; Koch, H.; Schroeder, T.; Hearty, C.; Mattison, T.  . s.; Mckenna, J.  . a.; R.  . y., So; Khan, A.; Blinov, V.  . e.; Buzykaev, A.  . r.; Druzhinin, V.  . p.; Golubev, V.  . b.; Kravchenko, E.  . a.; Onuchin, A.  . p.; Serednyakov, S.  . i.; Skovpen, Y. u.  . i.; Solodov, E.  . p.; Todyshev, K.  . y. u.; Lankford, A.  . j.; Mandelkern, M.; Dey, B.; Gary, J.  . w.; Long, O.; Campagnari, C.; Franco Sevilla, M.; Hong, T.  . m.; Kovalskyi, D.; Richman, J.  . d.; West, C.  . a.; Eisner, A.  . m.; Lockman, W.  . s.; Panduro Vazquez, W.; Schumm, B.  . a.; Seiden, A.; Chao, D.  . s.; Cheng, C.  . h.; Echenard, B.; Flood, K.  . t.; Hitlin, D.  . g.; Miyashita, T.  . s.; Ongmongkolkul, P.; Porter, F.  . c.; Roehrken, M.; Andreassen, R.; Huard, Z.; Meadows, B.  . t.; Pushpawela, B.  . g.; Sokoloff, M.  . d.; Sun, L.; Bloom, P.  . c.; Ford, W.  . t.; Gaz, A.; Smith, J.  . g.; Wagner, S.  . r.; Ayad, R.; Toki, W.  . h.; Spaan, B.; Bernard, D.; Verderi, M.; Playfer, S.; Bettoni, D.; Bozzi, C.; Calabrese, R.; Cibinetto, G.; Fioravanti, E.; Garzia, I.; Luppi, E.; Piemontese, L.; Santoro, V.; Calcaterra, A.; de Sangro, R.; Finocchiaro, G.; Martellotti, S.; Patteri, P.; Peruzzi, I.  . m.; Piccolo, M.; Rama, M.; Zallo, A.; Contri, Roberto; LO VETERE, Maurizio; Monge, MARIA ROBERTA; Passaggio, S.; Patrignani, Claudia; Robutti, E.; Bhuyan, B.; Prasad, V.; Adametz, A.; Uwer, U.; Lacker, H.  . m.; Dauncey, P.  . d.; Mallik, U.; Chen, C.; Cochran, J.; Prell, S.; Ahmed, H.; Gritsan, A.  . v.; Arnaud, N.; Davier, M.; Derkach, D.; Grosdidier, G.; Le Diberder, F.; Lutz, A.  . m.; Malaescu, B.; Roudeau, P.; Stocchi, A.; Wormser, G.; Lange, D.  . j.; Wright, D.  . m.; Coleman, J.  . p.; Fry, J.  . r.; Gabathuler, E.; Hutchcroft, D.  . e.; Payne, D.  . j.; Touramanis, C.; Bevan, A.  . j.; Di Lodovico, F.; Sacco, R.; Cowan, G.; Bougher, J.; Brown, D.  . n.; Davis, C.  . l.; Denig, A.  . g.; Fritsch, M.; Gradl, W.; Griessinger, K.; Hafner, A.; Schubert, K.  . r.; Barlow, R.  . j.; Lafferty, G.  . d.; Cenci, R.; Hamilton, B.; Jawahery, A.; Roberts, D.  . a.; Cowan, R.; Sciolla, G.; Cheaib, R.; Patel, P.  . m.; Robertson, S.  . h.; Neri, N.; Palombo, F.; Cremaldi, L.; Godang, R.; Sonnek, P.; Summers, D.  . j.; Simard, M.; Taras, P.; De Nardo, G.; Onorato, G.; Sciacca, C.; Martinelli, M.; Raven, G.; Jessop, C.  . p.; Losecco, J.  . m.; Honscheid, K.; Kass, R.; Feltresi, E.; Margoni, M.; Morandin, M.; Posocco, M.; Rotondo, M.; Simi, G.; Simonetto, F.; Stroili, R.; Akar, S.; Ben Haim, E.; Bomben, M.; Bonneaud, G.  . r.; Briand, H.; Calderini, G.; Chauveau, J.; Leruste, P. h.; Marchiori, G.; Ocariz, J.; Biasini, M.; Manoni, E.; Pacetti, S.; Rossi, A.; Angelini, C.; Batignani, G.; Bettarini, S.; Carpinelli, M.; Casarosa, G.; Cervelli, A.; Chrzaszcz, M.; Forti, F.; Giorgi, M.  . a.; Lusiani, A.; Oberhof, B.; Paoloni, E.; Perez, A.; Rizzo, G.; Walsh, J.  . j.; Lopes Pegna, D.; Olsen, J.; Smith, A.  . j.  . s.; Faccini, R.; Ferrarotto, F.; Ferroni, F.; Gaspero, M.; Li Gioi, L.; Pilloni, A.; Piredda, G.; Bünger, C.; Dittrich, S.; Grünberg, O.; Hess, M.; Leddig, T.; Voß, C.; Waldi, R.; Adye, T.; Olaiya, E.  . o.; Wilson, F.  . f.; Emery, S.; Vasseur, G.; Anulli, F.; Aston, D.; Bard, D.  . j.; Cartaro, C.; Convery, M.  . r.; Dorfan, J.; Dubois Felsmann, G.  . p.; Dunwoodie, W.; Ebert, M.; Field, R.  . c.; Fulsom, B.  . g.; Graham, M.  . t.; Hast, C.; Innes, W.  . r.; Kim, P.; Leith, D.  . w.  . g.  . s.; Lewis, P.; Lindemann, D.; Luitz, S.; Luth, V.; Lynch, H.  . l.; Macfarlane, D.  . b.; Muller, D.  . r.; Neal, H.; Perl, M.; Pulliam, T.; Ratcliff, B.  . n.; Roodman, A.; Salnikov, A.  . a.; Schindler, R.  . h.; Snyder, A.; Su, D.; Sullivan, M.  . k.; Va’Vra, J.; Wisniewski, W.  . j.; Wulsin, H.  . w.; Purohit, M.  . v.; White, R.  . m.; Wilson, J.  . r.; Randle Conde, A.; Sekula, S.  . j.; Bellis, M.; Burchat, P.  . r.; Puccio, E.  . m.  . t.; Alam, M.  . s.; Ernst, J.  . a.; Gorodeisky, R.; Guttman, N.; Peimer, D.  . r.; Soffer, A.; Spanier, S.  . m.; Ritchie, J.  . l.; Ruland, A.  . m.; Schwitters, R.  . f.; Wray, B.  . c.; Izen, J.  . m.; Lou, X.  . c.; Bianchi, F.; De Mori, F.; Filippi, A.; Gamba, D.; Lanceri, L.; Vitale, L.; Martinez Vidal, F.; Oyanguren, A.; Villanueva Perez, P.; Albert, J.; Banerjee, S. w.; Beaulieu, A.; Bernlochner, F.  . u.; Choi, H.  . h.  . f.; King, G.  . j.; Kowalewski, R.; Lewczuk, M.  . j.; Lueck, T.; Nugent, I.  . m.; Roney, J.  . m.; Sobie, R.  . j.; Tasneem, N.; Gershon, T.  . j.; Harrison, P.  . f.; Latham, T.  . e.; Band, H.  . r.; Dasu, S.; Pan, Y.; Prepost, R.; S.  . l., Wu

doi:10.1103/PhysRevD.90.112010

We use (121 +/- 1) million Upsilon(3S) and (98 +/- 1) million Upsilon(2S) mesons recorded by the BABAR detector at the PEP-II e(+)e(-) collider at SLAC to perform a study of radiative transitions involving the chi(bJ)(1P, 2P) states in exclusive decays with mu(+)mu(-)gamma gamma final states. We reconstruct twelve channels in four cascades using two complementary methods. In the first we identify both signal photon candidates in the electromagnetic calorimeter (EMC), employ a calorimeter timing-based technique to reduce backgrounds, and determine branching-ratio products and fine mass splittings. These results include the best observational significance yet for the chi(b0)(2P) -> gamma Upsilon(2S) and chi(b0)(1P) -> gamma Upsilon(1S) transitions. In the second method, we identify one photon candidate in the EMC and one which has converted into an e(+)e(-) pair due to interaction with detector material, and we measure absolute product branching fractions. This method is particularly useful for measuring Upsilon(3S) -> gamma chi(b1,2)(1P) decays. Additionally, we provide the most up-to-date derived branching fractions, matrix elements and mass splittings for chi(b) transitions in the bottomonium system. Using a new technique, we also measure the two lowest-order spin-dependent coefficients in the nonrelativistic QCD Hamiltonian.