학술논문

Improved measurement of the branching fraction of $h_{c}\rightarrow\gamma\eta^\prime/\eta$ and search for $h_{c}\rightarrow\gamma\pi^0$
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.Che, Y. Z.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, K. L.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, L. R.Ma, M. M.Ma, Q. M.Ma, R. Q.Ma, T.Ma, X. T.Ma, X. 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, M. Q.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, S. SSu, 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. H.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.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, J. H.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, M. C.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. YZhang, 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
The processes $h_c\rightarrow\gamma P(P = \eta^\prime,~\eta,~\pi^{0}))$ are studied with a sample of $(27.12\pm0.14)\times10^{8}$ $\psi(3686)$ events collected by the BESIII detector at the BEPCII collider. The branching fractions of $h_c\rightarrow\gamma\eta^\prime$ and $h_c\rightarrow\gamma\eta$ are measured to be $(1.40\pm0.11\pm0.04\pm0.10)\times10^{-3}$ and $(3.77\pm0.55\pm0.13\pm0.26)\times10^{-4}$, respectively, where the first uncertainties are statistical, the second systematic, and the third from the branching fraction of $\psi(3686)\rightarrow\pi^{0}h_c$. The ratio $R_{h_c}=\frac{\mathscr{B}(h_c\rightarrow\gamma\eta)}{\mathscr{B}(h_c\rightarrow\gamma\eta^\prime)}$ is calculated to be $(27.0\pm4.4\pm1.0)\%$. The measurements are consistent with the previous results with improved precision by a factor of 2. The results are valuable for gaining a deeper understanding of $\eta-\eta^\prime$ mixing, and its manifestation within quantum chromodynamics. No significant signal is found for the decay $h_c\rightarrow\gamma\pi^{0}$, and an upper limit is placed on its branching fraction of $\mathscr{B}(h_c\rightarrow\gamma\pi^{0})<5.0\times10^{-5}$, at the 90\% confidence level.