학술논문

Evidence for the Cusp Effect in $\eta'$ Decays into $\eta\pi^0\pi^0$
Document Type
Working Paper
Author
BESIII CollaborationAblikim, M.Achasov, M. N.Adlarson, P.Albrecht, M.Aliberti, R.Amoroso, A.An, M. R.An, Q.Bai, X. H.Bai, Y.Bakina, O.Ferroli, R. BaldiniBalossino, I.Ban, Y.Batozskaya, V.Becker, D.Begzsuren, K.Berger, N.Bertani, M.Bettoni, D.Bianchi, F.Bloms, J.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.Chelkov, G.Chen, C.Chen, ChaoChen, G.Chen, H. S.Chen, M. L.Chen, S. J.Chen, S. M.Chen, T.Chen, X. R.Chen, X. T.Chen, Y. B.Chen, Z. J.Cheng, W. S.Chu, X.Cibinetto, G.Cossio, F.Cui, J. J.Dai, H. L.Dai, J. P.Dbeyssi, A.de Boer, R. E.Dedovich, D.Deng, Z. Y.Denig, A.Denysenko, I.Destefanis, M.De Mori, F.Ding, Y.Dong, J.Dong, L. Y.Dong, M. Y.Dong, X.Du, S. X.Egorov, P.Fan, Y. L.Fang, J.Fang, S. S.Fang, W. X.Fang, Y.Farinelli, R.Fava, L.Feldbauer, F.Felici, G.Feng, C. Q.Feng, J. H.Fischer, KFritsch, M.Fritzsch, C.Fu, C. D.Gao, H.Gao, Y. N.Gao, YangGarbolino, S.Garzia, I.Ge, P. T.Ge, Z. W.Geng, C.Gersabeck, E. M.Gilman, AGoetzen, K.Gong, L.Gong, W. X.Gradl, W.Greco, M.Gu, L. M.Gu, M. H.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. K.He, K. L.Heinsius, F. H.Heinz, C. H.Heng, Y. K.Herold, C.Himmelreich, M.Hou, G. Y.Hou, Y. R.Hou, Z. L.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.Huang, Z.Hussain, T.Hüsken, NImoehl, W.Irshad, M.Jackson, J.Jaeger, S.Janchiv, S.Ji, Q.Ji, Q. P.Ji, X. B.Ji, X. L.Ji, Y. Y.Jia, Z. K.Jiang, H. B.Jiang, S. S.Jiang, X. S.Jiang, Y.Jiao, J. B.Jiao, Z.Jin, S.Jin, Y.Jing, M. Q.Johansson, T.Kalantar-Nayestanaki, N.Kang, X. L.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.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, H. N.Li, J. Q.Li, J. S.Li, J. W.Li, KeLi, L. JLi, L. K.Li, LeiLi, M. H.Li, P. R.Li, S. X.Li, S. Y.Li, T.Li, W. D.Li, W. G.Li, X. H.Li, X. L.Li, XiaoyuLiang, H.Liang, Y. F.Liang, Y. T.Liao, G. R.Liao, L. Z.Libby, J.Limphirat, A.Lin, C. X.Lin, D. X.Lin, T.Liu, B. J.Liu, C. X.Liu, D.Liu, F. H.Liu, FangLiu, FengLiu, G. M.Liu, H.Liu, 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, T.Liu, W. K.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. 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. L.Ma, L. L.Ma, M. M.Ma, Q. M.Ma, R. Q.Ma, R. T.Ma, X. Y.Ma, 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.Miao, H.Min, T. J.Mitchell, R. E.Mo, X. H.Muchnoi, N. Yu.Nefedov, Y.Nerling, F.Nikolaev, I. B.Ning, Z.Nisar, S.Niu, Y.Olsen, S. L.Ouyang, Q.Pacetti, S.Pan, X.Pan, Y.Pathak, A.Pelizaeus, M.Peng, H. P.Peters, K.Pettersson, J.Ping, J. L.Ping, R. G.Plura, S.Pogodin, S.Prasad, V.Qi, F. Z.Qi, H.Qi, H. R.Qi, M.Qi, T. Y.Qian, S.Qian, W. B.Qian, Z.Qiao, C. F.Qin, J. J.Qin, L. Q.Qin, X. P.Qin, X. S.Qin, Z. H.Qiu, J. F.Qu, S. Q.Rashid, K. H.Redmer, C. F.Ren, K. J.Rivetti, A.Rodin, V.Rolo, M.Rong, G.Rosner, Ch.Ruan, S. N.Sang, H. S.Sarantsev, A.Schelhaas, Y.Schnier, C.Schönning, 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, X. Y.Shi, B. -A.Shi, H. C.Shi, J. Y.Shi, q. q.Shi, R. S.Shi, X.Shi, X. DSong, J. J.Song, W. M.Song, Y. X.Sosio, S.Spataro, S.Stieler, F.Su, K. X.Su, P. P.Su, Y. -J.Sun, G. X.Sun, H.Sun, H. K.Sun, J. F.Sun, L.Sun, S. S.Sun, T.Sun, W. Y.Sun, XSun, Y. J.Sun, Y. Z.Sun, Z. T.Tan, Y. H.Tan, Y. X.Tang, C. J.Tang, G. Y.Tang, J.Tao, L. YTao, Q. T.Tat, M.Teng, J. X.Thoren, V.Tian, W. H.Tian, Y.Uman, I.Wang, B.Wang, B. L.Wang, C. W.Wang, D. Y.Wang, F.Wang, H. J.Wang, H. P.Wang, K.Wang, L. L.Wang, M.Wang, M. Z.Wang, MengWang, S.Wang, T.Wang, T. J.Wang, W.Wang, W. H.Wang, W. P.Wang, X.Wang, X. F.Wang, X. L.Wang, Y. D.Wang, Y. F.Wang, Y. H.Wang, Y. Q.Wang, Y.Wang, Z.Wang, Z. Y.Wang, ZiyiWei, D. H.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, X. H.Wu, Y.Wu, Z.Xia, L.Xiang, T.Xiao, D.Xiao, G. Y.Xiao, H.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, S. Y.Xu, X. P.Xu, Y. C.Xu, Z. P.Yan, F.Yan, L.Yan, W. B.Yan, W. C.Yang, H. J.Yang, H. L.Yang, H. X.Yang, L.Yang, S. L.Yang, TaoYang, Y. X.Yang, YifanYe, M.Ye, M. H.Yin, J. H.You, Z. Y.Yu, B. X.Yu, C. X.Yu, G.Yu, T.Yuan, C. Z.Yuan, L.Yuan, S. C.Yuan, X. Q.Yuan, Y.Yuan, Z. Y.Yue, C. X.Zafar, A. A.Zeng, F. R.Zeng, X.Zeng, Y.Zhan, Y. H.Zhang, A. Q.Zhang, B. L.Zhang, B. X.Zhang, D. H.Zhang, G. Y.Zhang, H.Zhang, H. H.Zhang, H. Y.Zhang, J. L.Zhang, J. Q.Zhang, J. W.Zhang, J. X.Zhang, J. Y.Zhang, J. Z.Zhang, JianyuZhang, JiaweiZhang, L. M.Zhang, L. Q.Zhang, LeiZhang, P.Zhang, Q. Y.Zhang, ShuleiZhang, X. D.Zhang, X. M.Zhang, X. Y.Zhang, Y.Zhang, Y. T.Zhang, Y. H.Zhang, YanZhang, YaoZhang, 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. H.Zhong, B.Zhong, C.Zhong, X.Zhou, H.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. X.Zhu, S. H.Zhu, S. Q.Zhu, T. J.Zhu, W. J.Zhu, Y. C.Zhu, Z. A.Zou, B. S.Zou, J. H.
Source
Phys. Rev. Lett. 130, 081901 (2023)
Subject
High Energy Physics - Experiment
Language
Abstract
Using a sample of $4.3\times 10^5$ $\eta'\to\eta\pi^0\pi^0$ events selected from the ten billion $J/\psi$ event dataset collected with the BESIII detector, we study the decay $\eta'\to\eta\pi^0\pi^0$ within the framework of nonrelativistic effective field theory. Evidence for a structure at $\pi^+\pi^-$ mass threshold is observed in the invariant mass spectrum of $\pi^0\pi^0$ with a statistical significance of around $3.5\sigma$, which is consistent with the cusp effect as predicted by the nonrelativistic effective field theory. After introducing the amplitude for describing the cusp effect, the $\pi\pi$ scattering length combination $a_0-a_2$ is determined to be $\rm 0.226\pm0.060_{stat}\pm0.013_{syst}$, which is in good agreement with theoretical calculation of $0.2644\pm0.0051$.