학술논문

Search for New Hadronic Decays of $h_c$ and Observation of $h_c\rightarrow K^{+}K^{-}\pi^{+}\pi^{-}\pi^{0}$
Document Type
Working Paper
Author
BESIII CollaborationAblikim, M.Achasov, M. N.Adlarson, P.Ahmed, S.Albrecht, M.Aliberti, R.Amoroso, A.An, M. R.An, Q.Bai, X. H.Bai, Y.Bakina, O.Ferroli, R. BaldiniBalossino, I.Ban, Y.Begzsuren, K.Berger, N.Bertani, M.Bettoni, D.Bianchi, F.Bloms, J.Bortone, A.Boyko, I.Briere, R. A.Cai, H.Cai, X.Calcaterra, A.Cao, G. F.Cao, N.Cetin, S. A.Chang, J. F.Chang, W. L.Chelkov, G.Chen, D. Y.Chen, G.Chen, H. S.Chen, M. L.Chen, S. J.Chen, X. R.Chen, Y. B.Chen, Z. JCheng, W. S.Cibinetto, G.Cossio, F.Cui, X. F.Dai, H. L.Dai, X. C.Dbeyssi, A.de Boer, R. E.Dedovich, D.Deng, Z. Y.Denig, A.Denysenko, I.Destefanis, M.De~Mori, F.Ding, Y.Dong, C.Dong, J.Dong, L. Y.Dong, M. Y.Dong, X.Du, S. X.Fan, Y. L.Fang, J.Fang, S. S.Fang, Y.Farinelli, R.Fava, L.Feldbauer, F.Felici, G.Feng, C. Q.Feng, J. H.Fritsch, M.Fu, C. D.Gao, Y.Gao, Y. G.Garzia, I.Ge, P. T.Geng, C.Gersabeck, E. M.Goetzen, K.Gong, L.Gong, W. X.Gradl, W.Greco, M.Gu, L. M.Gu, M. H.Gu, S.Gu, Y. T.Guan, C. YGuo, A. Q.Guo, L. B.Guo, R. P.Guo, Y. P.Guskov, A.Han, T. T.Han, W. Y.Hao, X. Q.Harris, F. A.He, K. L.Heinsius, F. H.Heinz, C. H.Held, T.Heng, Y. K.Herold, C.Himmelreich, M.Holtmann, T.Hou, Y. R.Hou, Z. L.Hu, H. M.Hu, J. F.Hu, T.Hu, Y.Huang, G. S.Huang, L. Q.Huang, X. T.Huang, Y. P.Huang, Z.Huesken, N.Hussain, T.Andersson, W. IkegamiImoehl, W.Irshad, M.Jaeger, S.Janchiv, S.Ji, Q.Ji, Q. P.Ji, X. B.Ji, X. L.Jiang, H. B.Jiang, X. S.Jiao, J. B.Jiao, Z.Jin, S.Jin, Y.Johansson, T.Kalantar-Nayestanaki, N.Kang, X. S.Kappert, R.Kavatsyuk, M.Ke, B. C.Keshk, I. K.Khoukaz, A.Kiese, P.Kiuchi, R.Kliemt, R.Koch, L.Kolcu, O. B.Kopf, B.Kuemmel, M.Kuessner, M.Kupsc, A.Kurth, M. G.Kühn, W.Lane, J. J.Lange, J. S.Larin, P.Lavania, A.Lavezzi, L.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, J. L.Li, J. Q.Li, J. S.Li, KeLi, L. K.Li, LeiLi, P. R.Li, S. Y.Li, W. D.Li, W. G.Li, X. H.Li, X. L.Li, Z. Y.Liang, H.Liang, Y. F.Liang, Y. T.Liao, L. Z.Libby, J.Lin, C. X.Liu, B. J.Liu, C. X.Liu, D.Liu, F. H.Liu, FangLiu, FengLiu, H. B.Liu, H. M.Liu, HuanhuanLiu, HuihuiLiu, J. B.Liu, J. L.Liu, J. Y.Liu, K.Liu, K. Y.Liu, KeLiu, L.Liu, M. H.Liu, P. L.Liu, Q.Liu, S. B.Liu, ShuaiLiu, T.Liu, W. M.Liu, X.Liu, Y.Liu, Y. B.Liu, Z. A.Liu, Z. Q.Lou, X. C.Lu, F. X.Lu, H. J.Lu, J. D.Lu, J. G.Lu, X. L.Lu, Y.Lu, Y. P.Luo, C. L.Luo, M. X.Luo, P. W.Luo, T.Luo, X. L.Lusso, S.Lyu, X. R.Ma, F. C.Ma, H. L.Ma, L. L.Ma, M. M.Ma, Q. M.Ma, R. Q.Ma, R. T.Ma, X. X.Ma, X. Y.Maas, F. E.Maggiora, M.Maldaner, S.Malde, S.Malik, Q. A.Mangoni, A.Mao, Y. J.Mao, Z. P.Marcello, S.Meng, Z. X.Messchendorp, J. G.Mezzadri, G.Min, T. J.Mitchell, R. E.Mo, X. H.Mo, Y. J.Muchnoi, N. Yu.Muramatsu, H.Nakhoul, S.Nefedov, Y.Nerling, F.Nikolaev, I. B.Ning, Z.Nisar, S.Olsen, S. L.Ouyang, Q.Pacetti, S.Pan, X.Pan, Y.Pathak, A.Patteri, P.Pelizaeus, M.Peng, H. P.Peters, K.Pettersson, J.Ping, J. L.Ping, R. G.Poling, R.Prasad, V.Qi, H.Qi, H. R.Qi, K. H.Qi, M.Qi, T. Y.Qian, S.Qian, W. -B.Qian, Z.Qiao, C. F.Qin, L. Q.Qin, X. S.Qin, Z. H.Qiu, J. F.Qu, S. Q.Rashid, K. H.Ravindran, K.Redmer, C. F.Rivetti, A.Rodin, V.Rolo, M.Rong, G.Rosner, Ch.Rump, M.Sang, H. S.Sarantsev, A.Schelhaas, Y.Schnier, C.Schoenning, K.Scodeggio, M.Shan, D. C.Shan, W.Shan, X. Y.Shangguan, J. F.Shao, M.Shen, C. P.Shen, P. X.Shen, X. Y.Shi, H. C.Shi, R. S.Shi, X.Shi, X. DSong, W. M.Song, Y. X.Sosio, S.Spataro, S.Su, K. X.Su, P. P.Sui, F. F.Sun, G. X.Sun, H. K.Sun, J. F.Sun, L.Sun, S. S.Sun, T.Sun, W. Y.Sun, XSun, Y. J.Sun, Y. K.Sun, Y. Z.Sun, Z. T.Tan, Y. H.Tan, Y. X.Tang, C. J.Tang, G. Y.Tang, J.Teng, J. X.Thoren, V.Uman, I.Wang, C. W.Wang, D. Y.Wang, H. J.Wang, H. P.Wang, K.Wang, L. L.Wang, M.Wang, M. Z.Wang, MengWang, W.Wang, W. H.Wang, W. P.Wang, X.Wang, X. F.Wang, X. L.Wang, Y.Wang, Y. D.Wang, Y. F.Wang, Y. Q.Wang, Y. Y.Wang, Z.Wang, Z. Y.Wang, ZiyiWang, ZongyuanWei, D. H.Weidenkaff, P.Weidner, F.Wen, S. P.White, D. J.Wiedner, U.Wilkinson, G.Wolke, M.Wollenberg, L.Wu, J. F.Wu, L. H.Wu, L. J.Wu, X.Wu, Z.Xia, L.Xiao, H.Xiao, S. Y.Xiao, Z. J.Xie, X. H.Xie, Y. G.Xie, Y. H.Xing, T. Y.Xu, G. F.Xu, Q. J.Xu, W.Xu, X. P.Yan, F.Yan, L.Yan, W. B.Yan, W. C.Yan, XuYang, H. J.Yang, H. X.Yang, L.Yang, S. L.Yang, Y. X.Yang, YifanYang, ZhiYe, M.Ye, M. H.Yin, J. H.You, Z. Y.Yu, B. X.Yu, C. X.Yu, G.Yu, J. S.Yu, T.Yuan, C. Z.Yuan, L.Yuan, X. Q.Yuan, Y.Yuan, Z. Y.Yue, C. X.Yuncu, A.Zafar, A. A.Zeng, Y.Zhang, B. X.Zhang, GuangyiZhang, H.Zhang, H. H.Zhang, H. Y.Zhang, J. J.Zhang, J. L.Zhang, J. Q.Zhang, J. W.Zhang, J. Y.Zhang, J. Z.Zhang, JianyuZhang, JiaweiZhang, L. Q.Zhang, LeiZhang, S.Zhang, S. F.Zhang, ShuleiZhang, X. D.Zhang, X. Y.Zhang, Y.Zhang, Y. H.Zhang, Y. T.Zhang, YanZhang, YaoZhang, YiZhang, Z. H.Zhang, Z. Y.Zhao, G.Zhao, J.Zhao, J. Y.Zhao, J. Z.Zhao, LeiZhao, LingZhao, M. G.Zhao, Q.Zhao, S. J.Zhao, Y. B.Zhao, Y. X.Zhao, Z. G.Zhemchugov, A.Zheng, B.Zheng, J. P.Zheng, Y.Zheng, Y. H.Zhong, B.Zhong, C.Zhou, L. P.Zhou, Q.Zhou, X.Zhou, X. K.Zhou, X. R.Zhu, A. N.Zhu, J.Zhu, K.Zhu, K. J.Zhu, S. H.Zhu, T. J.Zhu, W. J.Zhu, X. L.Zhu, Y. C.Zhu, Z. A.Zou, B. S.Zou, J. H.
Source
Phys. Rev. D 102, 112007 (2020)
Subject
High Energy Physics - Experiment
Language
Abstract
Ten hadronic final states of the $h_c$ decays are investigated via the process $\psi(3686)\rightarrow \pi^0 h_c$, using a data sample of $(448.1 \pm 2.9) \times 10^6$ $\psi(3686)$ events collected with the BESIII detector. The decay channel $h_c\rightarrow K^{+}K^{-}\pi^{+}\pi^{-}\pi^{0}$ is observed for the first time with a significance of $6.0 \sigma$. The corresponding branching fraction is determined to be $\mathcal{B}(h_c\rightarrow K^{+}K^{-}\pi^{+}\pi^{-}\pi^{0}) =(3.3 \pm 0.6 \pm 0.6)\times 10^{-3}$ (the first uncertainty is statistical and the second systematical). Evidence for the decays $h_c\rightarrow \pi^{+} \pi^{-} \pi^{0} \eta$ and $h_c\rightarrow K^{0}_{S}K^{\pm}\pi^{\mp}\pi^{+}\pi^{-}$ is found with a significance of $3.6 \sigma$ and $3.8 \sigma$, respectively. The corresponding branching fractions (and upper limits) are obtained to be $\mathcal{B}(h_c\rightarrow \pi^{+} \pi^{-} \pi^{0} \eta ) =(7.2 \pm 1.8 \pm 1.3)\times 10^{-3}$ $(< 1.8 \times 10^{-2})$ and $\mathcal{B}(h_c\rightarrow K^{0}_{S}K^{\pm}\pi^{\mp}\pi^{+}\pi^{-}) =(2.8 \pm 0.9 \pm 0.5)\times 10^{-3}$ $(<4.7\times 10^{-3})$. Upper limits on the branching fractions for the final states $h_c \rightarrow K^{+}K^{-}\pi^{0}$, $K^{+}K^{-}\eta$, $K^{+}K^{-}\pi^{+}\pi^{-}\eta$, $2(K^{+}K^{-})\pi^{0}$, $K^{+}K^{-}\pi^{0}\eta$, $K^{0}_{S}K^{\pm}\pi^{\mp}$, and $p\bar{p}\pi^{0}\pi^{0}$ are determined at a confidence level of 90\%.
Comment: 10 pages, 2 figures