학술논문

Observation of $\eta_{c}$(1S, 2S) and $\chi_{cJ}$ decays to 2$(\pi^{+}\pi^{-})\eta$ via $\psi$(3686) radiative transitions
Document Type
Working Paper
Author
BESIII CollaborationAblikim, M.Achasov, M. N.Adlarson, P.Afedulidis, O.Ai, X. C.Aliberti, R.Amoroso, A.An, Q.Bai, Y.Bakina, O.Balossino, I.Ban, Y.Bao, H. -R.Batozskaya, V.Begzsuren, K.Berger, N.Berlowski, M.Bertani, M.Bettoni, D.Bianchi, F.Bianco, E.Bortone, A.Boyko, I.Briere, R. A.Brueggemann, A.Cai, H.Cai, X.Calcaterra, A.Cao, G. F.Cao, N.Cetin, S. A.Chang, J. F.Che, G. R.Chelkov, G.Chen, C.Chen, C. H.Chen, ChaoChen, G.Chen, H. S.Chen, H. Y.Chen, M. L.Chen, S. J.Chen, S. L.Chen, S. M.Chen, T.Chen, X. R.Chen, X. T.Chen, Y. B.Chen, Y. Q.Chen, Z. J.Chen, Z. Y.Choi, S. K.Cibinetto, G.Cossio, F.Cui, J. J.Dai, H. L.Dai, J. P.Dbeyssi, A.de Boer, R. E.Dedovich, D.Deng, C. Q.Deng, Z. Y.Denig, A.Denysenko, I.Destefanis, M.De Mori, F.Ding, B.Ding, X. X.Ding, Y.Dong, J.Dong, L. Y.Dong, M. Y.Dong, X.Du, M. C.Du, S. X.Duan, Y. Y.Duan, Z. H.Egorov, P.Fan, Y. H.Fang, J.Fang, S. S.Fang, W. X.Fang, Y.Fang, Y. Q.Farinelli, R.Fava, L.Feldbauer, F.Felici, G.Feng, C. Q.Feng, J. H.Feng, Y. T.Fritsch, M.Fu, C. D.Fu, J. L.Fu, Y. W.Gao, H.Gao, X. B.Gao, Y. N.Gao, YangGarbolino, S.Garzia, I.Ge, L.Ge, P. T.Ge, Z. W.Geng, C.Gersabeck, E. M.Gilman, A.Goetzen, K.Gong, L.Gong, W. X.Gradl, W.Gramigna, S.Greco, M.Gu, M. H.Gu, Y. T.Guan, C. Y.Guo, A. Q.Guo, L. B.Guo, M. J.Guo, R. P.Guo, Y. P.Guskov, A.Gutierrez, J.Han, K. L.Han, T. T.Hanisch, F.Hao, X. Q.Harris, F. A.He, K. K.He, K. L.Heinsius, F. H.Heinz, C. H.Heng, Y. K.Herold, C.Holtmann, T.Hong, P. C.Hou, G. Y.Hou, X. T.Hou, Y. R.Hou, Z. L.Hu, B. Y.Hu, H. M.Hu, J. F.Hu, S. L.Hu, T.Hu, Y.Huang, G. S.Huang, K. X.Huang, L. Q.Huang, X. T.Huang, Y. P.Huang, Y. S.Hussain, T.Hölzken, F.Hüsken, N.der Wiesche, N. inJackson, J.Janchiv, S.Jeong, J. H.Ji, Q.Ji, Q. P.Ji, W.Ji, X. B.Ji, X. L.Ji, Y. Y.Jia, X. Q.Jia, Z. K.Jiang, D.Jiang, H. B.Jiang, P. C.Jiang, S. S.Jiang, T. J.Jiang, X. S.Jiang, Y.Jiao, J. B.Jiao, J. K.Jiao, Z.Jin, S.Jin, Y.Jing, M. Q.Jing, X. M.Johansson, T.Kabana, S.Kalantar-Nayestanaki, N.Kang, X. L.Kang, X. S.Kavatsyuk, M.Ke, B. C.Khachatryan, V.Khoukaz, A.Kiuchi, R.Kolcu, O. B.Kopf, B.Kuessner, M.Kui, X.Kumar, N.Kupsc, A.Kühn, W.Lane, J. J.Lavezzi, L.Lei, T. T.Lei, Z. H.Lellmann, M.Lenz, T.Li, C.Li, C. H.Li, ChengLi, D. M.Li, F.Li, G.Li, H. B.Li, H. J.Li, H. N.Li, HuiLi, J. R.Li, J. S.Li, K.Li, L. J.Li, L. K.Li, LeiLi, M. H.Li, P. R.Li, Q. M.Li, Q. X.Li, R.Li, S. X.Li, T.Li, W. D.Li, W. G.Li, X.Li, X. H.Li, X. L.Li, X. Y.Li, X. Z.Li, Y. G.Li, Z. J.Li, Z. Y.Liang, C.Liang, H.Liang, Y. F.Liang, Y. T.Liao, G. R.Liao, Y. P.Libby, J.Limphirat, A.Lin, C. C.Lin, D. X.Lin, T.Liu, B. J.Liu, B. X.Liu, C.Liu, C. X.Liu, F.Liu, F. H.Liu, FengLiu, G. M.Liu, H.Liu, H. B.Liu, H. H.Liu, H. M.Liu, HuihuiLiu, J. B.Liu, J. Y.Liu, K.Liu, K. Y.Liu, KeLiu, L.Liu, L. C.Liu, LuLiu, M. H.Liu, P. L.Liu, Q.Liu, S. B.Liu, T.Liu, W. K.Liu, W. M.Liu, X.Liu, Y.Liu, Y. B.Liu, Z. A.Liu, Z. D.Liu, Z. Q.Lou, X. C.Lu, F. X.Lu, H. J.Lu, J. G.Lu, X. L.Lu, Y.Lu, Y. P.Lu, Z. H.Luo, C. L.Luo, J. R.Luo, M. X.Luo, T.Luo, X. L.Lyu, X. R.Lyu, Y. F.Ma, F. C.Ma, H.Ma, H. L.Ma, J. L.Ma, L. L.Ma, M. M.Ma, Q. M.Ma, R. Q.Ma, T.Ma, X. T.Ma, X. Y.Ma, Y.Ma, Y. M.Maas, F. E.Maggiora, M.Malde, S.Mao, Y. J.Mao, Z. P.Marcello, S.Meng, Z. X.Messchendorp, J. G.Mezzadri, G.Miao, H.Min, T. J.Mitchell, R. E.Mo, X. H.Moses, B.Muchnoi, N. Yu.Muskalla, J.Nefedov, Y.Nerling, F.Nie, L. S.Nikolaev, I. B.Ning, Z.Nisar, S.Niu, Q. L.Niu, W. D.Niu, Y.Olsen, S. L.Ouyang, Q.Pacetti, S.Pan, X.Pan, Y.Pathak, A.Pei, Y. P.Pelizaeus, M.Peng, H. P.Peng, Y. Y.Peters, K.Ping, J. L.Ping, R. G.Plura, S.Prasad, V.Qi, F. Z.Qi, H.Qi, H. R.Qi, M.Qi, T. Y.Qian, S.Qian, W. B.Qiao, C. F.Qiao, X. K.Qin, J. J.Qin, L. Q.Qin, L. Y.Qin, X. P.Qin, X. S.Qin, Z. H.Qiu, J. F.Qu, Z. H.Redmer, C. F.Ren, K. J.Rivetti, A.Rolo, M.Rong, G.Rosner, Ch.Ruan, S. N.Salone, N.Sarantsev, A.Schelhaas, Y.Schoenning, K.Scodeggio, M.Shan, K. Y.Shan, W.Shan, X. Y.Shang, Z. J.Shangguan, J. F.Shao, L. G.Shao, M.Shen, C. P.Shen, H. F.Shen, W. H.Shen, X. Y.Shi, B. A.Shi, H.Shi, H. C.Shi, J. L.Shi, J. Y.Shi, Q. Q.Shi, S. Y.Shi, X.Song, J. J.Song, T. Z.Song, W. M.Song, Y. J.Song, Y. X.Sosio, S.Spataro, S.Stieler, F.Su, Y. J.Sun, G. B.Sun, G. X.Sun, H.Sun, H. K.Sun, J. F.Sun, K.Sun, L.Sun, S. S.Sun, T.Sun, W. Y.Sun, Y.Sun, Y. J.Sun, Y. Z.Sun, Z. Q.Sun, Z. T.Tang, C. J.Tang, G. Y.Tang, J.Tang, M.Tang, Y. A.Tao, L. Y.Tao, Q. T.Tat, M.Teng, J. X.Thoren, V.Tian, W. H.Tian, Y.Tian, Z. F.Uman, I.Wan, Y.Wang, S. J.Wang, B.Wang, B. L.Wang, BoWang, D. Y.Wang, F.Wang, H. J.Wang, J. J.Wang, J. P.Wang, K.Wang, L. L.Wang, M.Wang, N. Y.Wang, S.Wang, T.Wang, T. J.Wang, W.Wang, W. P.Wang, X.Wang, X. F.Wang, X. J.Wang, X. L.Wang, X. N.Wang, Y.Wang, Y. D.Wang, Y. F.Wang, Y. L.Wang, Y. N.Wang, Y. Q.Wang, YaqianWang, YiWang, Z.Wang, Z. L.Wang, Z. Y.Wang, ZiyiWei, D. H.Weidner, F.Wen, S. P.Wen, Y. R.Wiedner, U.Wilkinson, G.Wolke, M.Wollenberg, L.Wu, C.Wu, J. F.Wu, L. H.Wu, L. J.Wu, X.Wu, X. H.Wu, Y.Wu, Y. H.Wu, Y. J.Wu, Z.Xia, L.Xian, X. M.Xiang, B. H.Xiang, T.Xiao, D.Xiao, G. Y.Xiao, S. Y.Xiao, Y. L.Xiao, Z. J.Xie, C.Xie, X. H.Xie, Y.Xie, Y. G.Xie, Y. H.Xie, Z. P.Xing, T. Y.Xu, C. F.Xu, C. J.Xu, G. F.Xu, H. Y.Xu, M.Xu, Q. J.Xu, Q. N.Xu, W.Xu, W. L.Xu, X. P.Xu, Y. C.Xu, Z. S.Yan, F.Yan, L.Yan, W. B.Yan, W. C.Yan, X. Q.Yang, H. J.Yang, H. L.Yang, H. X.Yang, T.Yang, Y.Yang, Y. F.Yang, Y. X.Yang, Z. W.Yao, Z. P.Ye, M.Ye, M. H.Yin, J. H.Yin, JunhaoYou, Z. Y.Yu, B. X.Yu, C. X.Yu, G.Yu, J. S.Yu, T.Yu, X. D.Yu, Y. C.Yuan, C. Z.Yuan, J.Yuan, L.Yuan, S. C.Yuan, Y.Yuan, Z. Y.Yue, C. X.Zafar, A. A.Zeng, F. R.Zeng, S. H.Zeng, X.Zeng, Y.Zeng, Y. J.Zhai, X. Y.Zhai, Y. C.Zhan, Y. H.Zhang, A. Q.Zhang, B. L.Zhang, B. X.Zhang, D. H.Zhang, G. Y.Zhang, H.Zhang, H. C.Zhang, H. H.Zhang, H. Q.Zhang, H. R.Zhang, H. Y.Zhang, J.Zhang, J. J.Zhang, J. L.Zhang, J. Q.Zhang, J. S.Zhang, J. W.Zhang, J. X.Zhang, J. Y.Zhang, J. Z.Zhang, JianyuZhang, L. M.Zhang, LeiZhang, P.Zhang, Q. Y.Zhang, R. Y.Zhang, S. H.Zhang, ShuleiZhang, X. D.Zhang, X. M.Zhang, X. Y.Zhang, Y.Zhang, Y. T.Zhang, Y. H.Zhang, Y. M.Zhang, YanZhang, Z. D.Zhang, Z. H.Zhang, Z. L.Zhang, Z. Y.Zhang, Z. Z.Zhao, G.Zhao, J. Y.Zhao, J. Z.Zhao, L.Zhao, LeiZhao, M. G.Zhao, N.Zhao, R. P.Zhao, S. J.Zhao, Y. B.Zhao, Y. X.Zhao, Z. G.Zhemchugov, A.Zheng, B.Zheng, B. M.Zheng, J. P.Zheng, W. J.Zheng, Y. H.Zhong, B.Zhong, X.Zhou, H.Zhou, J. Y.Zhou, L. P.Zhou, S.Zhou, X.Zhou, X. K.Zhou, X. R.Zhou, X. Y.Zhou, Y. Z.Zhu, A. N.Zhu, J.Zhu, K.Zhu, K. J.Zhu, K. S.Zhu, L.Zhu, L. X.Zhu, S. H.Zhu, T. J.Zhu, W. D.Zhu, Y. C.Zhu, Z. A.Zou, J. H.Zu, J.
Source
Subject
High Energy Physics - Experiment
Language
Abstract
Based on $2.7 \times 10^9~\psi(3686)$ decays collected with the BESIII detector, the radiative decay $\psi(3686)\to\gamma2(\pi^{+}\pi^{-})\eta$ is investigated to measure properties of S- and P-wave charmonium states. The branching fraction of the decay $\eta_{c}(1S) \to 2(\pi^{+}\pi^{-})\eta$, which is found to have a strong dependence on the interference pattern between $\eta_c(1S)$ and non-$\eta_c(1S)$ processes, is measured in both destructive and constructive interference scenarios for the first time. The mass and width of the $\eta_{c}(1S)$ are measured to be $M=(2984.14 \pm 0.13 \pm 0.38)$ MeV/$c^{2}$ and $\Gamma=(28.82 \pm 0.11 \pm 0.82)$ MeV, respectively. Clear signals for the decays of the $\chi_{cJ}(J=0,1,2)$ and the $\eta_{c}(2S)$ to $2(\pi^{+}\pi^{-})\eta$ are also observed for the first time, and the corresponding branching fractions are measured. The ratio of the branching fractions between the $\eta_{c}(2S)$ and $\eta_{c}(1S)$ decays is significantly lower than the theoretical prediction, which might suggest different dynamics in their decays.