Measurements of $e^+e^-\rightarrow \eta_{\rm c}\pi^+ \pi^-\pi^0$, $\eta_{\rm c}\pi^+ \pi^-$ and $\eta_{\rm c}\pi^0\gamma$ at $\sqrt{s}$ from 4.18 to 4.60\,GeV, and search for a $Z_{\rm c}$ state close to the $D\bar{D}$ threshold decaying to $\eta_{\rm c}\pi$ at $\sqrt{s}$ = 4.23 GeV

Autor: BESIII Collaboration, Ablikim, 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. Baldini, Balossino, I., Ban, Y., Begzsuren, K., Berger, N., Bertani, M., Bettoni, D., Bianchi, F., Biernat, J, 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. J, Cheng, 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., Fritsch, M., Fu, C. D., Gao, Y., Gao, Y. G., Garzia, I., Ge, P. T., Geng, C., Gersabeck, E. M., Gilman, A., Goetzen, K., Gong, L., Gong, W. X., Gradl, W., Greco, M., Gu, L. M., Gu, M. H., Gu, S., Gu, Y. T., Guan, C. Y, Guo, 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. Ikegami, Imoehl, 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, Cheng, Li, D. M., Li, F., Li, G., Li, H., Li, H. B., Li, H. J., Li, J. L., Li, J. Q., Li, Ke, Li, L. K., Li, Lei, Li, 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, Fang, Liu, Feng, Liu, H. B., Liu, H. M., Liu, Huanhuan, Liu, Huihui, Liu, J. B., Liu, J. L., Liu, J. Y., Liu, K., Liu, K. Y., Liu, Ke, Liu, L., Liu, M. H., Liu, P. L., Liu, Q., Liu, S. B., Liu, Shuai, Liu, 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. D, Song, 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, X, Sun, 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, B., Wang, C. W., Wang, D. Y., Wang, H. J., Wang, H. P., Wang, K., Wang, L. L., Wang, M., Wang, M. Z., Wang, Meng, 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, Ziyi, Wang, Zongyuan, Wei, 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, Xu, Yang, H. J., Yang, H. X., Yang, L., Yang, S. L., Yang, Y. X., Yang, Yifan, Yang, Zhi, Ye, 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, Guangyi, Zhang, 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, Jianyu, Zhang, Jiawei, Zhang, Lei, Zhang, S., Zhang, S. F., Zhang, Shulei, Zhang, X. D., Zhang, X. Y., Zhang, Y., Zhang, Y. H., Zhang, Y. T., Zhang, Yan, Zhang, Yao, Zhang, Yi, Zhang, Z. H., Zhang, Z. Y., Zhao, G., Zhao, J., Zhao, J. Y., Zhao, J. Z., Zhao, Lei, Zhao, Ling, Zhao, 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., Top, J. H. Zou
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Phys. Rev. D 103, 032006 (2021)
Druh dokumentu: Working Paper
DOI: 10.1103/PhysRevD.103.032006
Popis: We study $\eta_{\rm c}$ production at center-of-mass energies $\sqrt{s}$ from 4.18 to 4.60 GeV in $e^+e^-$ annihilation data collected with the BESIII detector operating at the BEPCII storage ring, corresponding to 7.3 fb$^{-1}$ of integrated luminosity. We measure the cross sections of the three different exclusive reactions $e^+e^-\rightarrow \eta_{\rm c}\pi^+ \pi^-\pi^0$, $e^+e^- \rightarrow \eta_{\rm c}\pi^+ \pi^-$, and $e^+e^- \rightarrow \eta_{\rm c}\pi^0\gamma$. We find significant $\eta_{\rm c}$ production in $e^+e^-\rightarrow \eta_{\rm c}\pi^+ \pi^-\pi^0$ at $\sqrt{s}$ of 4.23 GeV and 4.26 GeV and observe a significant energy-dependent Born cross section that we measure to be consistent with the production via the intermediate $Y(4260)$ resonance. In addition, we perform a search for a charmonium-like $Z_{\rm c}$ state close to the $D\bar{D}$ threshold that decays to $\eta_{\rm c}\pi$, involving ground state charmonium, and observe no signal. Corresponding upper limits on the cross section of $\eta_{\rm c}$ and $Z_{\rm c}$ production are provided, where the yields are not found to be significant.
Comment: 19 pages, 9 figures, accepted for publication in PRD
Databáze: arXiv