학술논문

Improved measurements of the Dalitz decays $\eta/\eta'\rightarrow\gamma e^{+}e^{-}$
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.Chang, W. L.Che, G. R.Chelkov, G.Chen, C.Chen, C. H.Chen, ChaoChen, G.Chen, H. S.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.Chu, X.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, 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.Fischer, K.Fritsch, M.Fu, C. D.Fu, J. L.Fu, Y. W.Gao, H.Gao, Y. N.Gao, YangGarbolino, S.Garzia, I.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.Guan, Z. L.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.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, T.Hu, Y.Huang, G. S.Huang, K. X.Huang, L. Q.Huang, X. T.Huang, Y. P.Hussain, T.Hölzken, F.Hüsken, Nder Wiesche, N. inIrshad, M.Jackson, 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.Kupsc, A.Kühn, W.Lane, J. J.Larin, P.Lavezzi, L.Lei, T. T.Lei, Z. H.Leithoff, H.Lellmann, M.Lenz, T.Li, C.Li, C. H.Li, ChengLi, D. M.Li, F.Li, G.Li, H.Li, H. B.Li, H. J.Li, H. N.Li, HuiLi, J. R.Li, J. S.Li, KeLi, L. JLi, 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, XiaoyuLi, Y. G.Li, Z. J.Li, Z. X.Liang, C.Liang, H.Liang, Y. F.Liang, Y. T.Liao, G. R.Liao, L. Z.Liao, Y. P.Libby, J.Limphirat, A.Lin, D. X.Lin, T.Liu, B. J.Liu, B. X.Liu, C.Liu, C. X.Liu, F. H.Liu, FangLiu, FengLiu, G. M.Liu, H.Liu, H. B.Liu, H. M.Liu, HuanhuanLiu, 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, 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, X. T.Ma, X. Y.Ma, Y.Ma, Y. M.Maas, F. E.Maggiora, M.Malde, S.Mangoni, A.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.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.Patteri, P.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.Qin, J. J.Qin, L. Q.Qin, X. S.Qin, Z. H.Qiu, J. F.Qu, S. Q.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.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. C.Shi, J. L.Shi, J. Y.Shi, Q. Q.Shi, R. S.Shi, S. Y.Shi, X.Song, J. J.Song, T. Z.Song, W. M.Song, Y. J.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, 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. P.Wang, K.Wang, L. L.Wang, M.Wang, MengWang, 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.Wei, 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, Q. J.Xu, Q. N.Xu, W.Xu, W. L.Xu, X. P.Xu, Y. C.Xu, Z. P.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, TaoYang, Y.Yang, Y. F.Yang, Y. X.Yang, YifanYang, Z. W.Yao, Z. P.Ye, M.Ye, M. H.Yin, J. H.You, Z. Y.Yu, B. X.Yu, C. X.Yu, G.Yu, J. S.Yu, T.Yu, X. D.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. Y.Zhang, J.Zhang, J. J.Zhang, J. L.Zhang, J. Q.Zhang, J. W.Zhang, J. X.Zhang, J. Y.Zhang, J. Z.Zhang, JianyuZhang, L. M.Zhang, LeiZhang, P.Zhang, Q. Y.Zhang, ShuihanZhang, ShuleiZhang, X. D.Zhang, X. M.Zhang, X. Y.Zhang, Y.Zhang, Y. T.Zhang, Y. H.Zhang, Y. M.Zhang, YanZhang, YaoZhang, Z. D.Zhang, Z. H.Zhang, Z. L.Zhang, Z. Y.Zhao, G.Zhao, J. Y.Zhao, J. Z.Zhao, LeiZhao, LingZhao, M. G.Zhao, R. P.Zhao, S. J.Zhao, Y. B.Zhao, Y. X.Zhao, Z. G.Zhemchugov, A.Zheng, B.Zheng, J. P.Zheng, W. J.Zheng, Y. H.Zhong, B.Zhong, X.Zhou, H.Zhou, J. Y.Zhou, L. P.Zhou, X.Zhou, X. K.Zhou, X. R.Zhou, X. Y.Zhou, Y. Z.Zhu, J.Zhu, K.Zhu, K. J.Zhu, L.Zhu, L. X.Zhu, S. H.Zhu, S. Q.Zhu, T. J.Zhu, W. J.Zhu, Y. C.Zhu, Z. A.Zou, J. H.Zu, J.
Source
Phys.Rev.D 109 (2024) 7, 072001
Subject
High Energy Physics - Experiment
Language
Abstract
Based on a data sample of 10 billion $J/\psi$ events collected with the BESIII detector, improved measurements of the Dalitz decays $\eta/\eta'\rightarrow\gamma e^+e^-$ are performed, where the $\eta$ and $\eta'$ are produced through the radiative decays $J/\psi\rightarrow\gamma \eta/\eta'$. The branching fractions of $\eta\rightarrow\gamma e^+e^-$ and $\eta'\rightarrow\gamma e^+e^-$ are measured to be $(7.07 \pm 0.05 \pm 0.23)\times10^{-3}$ and $(4.83\pm0.07\pm0.14)\times10^{-4}$, respectively. Within the single pole model, the parameter of electromagnetic transition form factor for $\eta\rightarrow\gamma e^+e^-$ is determined to be $\Lambda_{\eta}=(0.749 \pm 0.027 \pm 0.007)~ {\rm GeV}/c^{2}$. Within the multi-pole model, we extract the electromagnetic transition form factors for $\eta'\rightarrow\gamma e^+e^-$ to be $\Lambda_{\eta'} = (0.802 \pm 0.007\pm 0.008)~ {\rm GeV}/c^{2}$ and $\gamma_{\eta'} = (0.113\pm0.010\pm0.002)~ {\rm GeV}/c^{2}$. The results are consistent with both theoretical predictions and previous measurements. The characteristic sizes of the interaction regions for the $\eta$ and $\eta'$ are calculated to be $(0.645 \pm 0.023 \pm 0.007 )~ {\rm fm}$ and $(0.596 \pm 0.005 \pm 0.006)~ {\rm fm}$, respectively. In addition, we search for the dark photon in $\eta/\eta^\prime\rightarrow\gamma e^{+}e^{-}$, and the upper limits of the branching fractions as a function of the dark photon are given at 90\% confidence level.