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Observation of η_(c)(1S, 2S) and χ_(cJ) decays to 2(π⁺π^(−))η via ψ(3686) radiative transitions
(2024)
Ablikim, Medina ; Achasov, Mikhail N. ; Adlarson, Patrik ; Afedulidis, Orestis ; Ai, X. C. ; Aliberti, Riccardo ; Amoroso, Antonio ; An, Qi ; Bai, Y. ; Bakina, Olga ; Balossino, Ilaria ; Ban, Yong ; Bao, H. -R. ; Batozskaya, Varvara ; Begzsuren, Khurelbaatar ; Berger, Niklaus ; Berlowski, Marcin ; Bertani, Monica ; Bettoni, Diego ; Bianchi, Fabrizio ; Bianco, E. ; Bortone, Alberto ; Boyko, Igor R. ; Briere, Roy A. ; Brüggemann, Anja ; Cai, H. ; Cai, Xiao ; Calcaterra, Alessandro ; Cao, G. F. ; Cao, N. ; Çetin, Serkant Ali ; Chang, Jinfan ; Che, G. R. ; Chelkov, Gueorgui A. ; Chen, C. ; Chen, C. H. ; Chen, Chao ; Chen, G. ; Chen, Hesheng ; Chen, H. Y. ; Chen, M. L. ; Chen, S. J. ; Chen, S. L. ; Chen, S. M. ; Chen, T. ; Chen, X. R. ; Chen, X. T. ; Chen, Yuanbo ; Chen, Y. Q. ; Chen, Z. J. ; Chen, Z. Y. ; Choi, S. K. ; Cibinetto, Gianluigi ; Cossio, Fabio ; Cui, J. J. ; Dai, Hongliang ; Dai, J. P. ; Dbeyssi, Alaa ; Boer, Remco E. de ; Dedovich, Dmitri V. ; Deng, C. Q. ; Deng, Ziyan ; Denig, Achim ; Denysenko, Igor ; Destefanis, Marco Giovanni Maria ; De Mori, Francesca ; Ding, B. ; Ding, X. X. ; Ding, Y. ; Ding, Y. ; Dong, J. ; Dong, Liaoyuan ; Dong, Mingyi ; Dong, X. ; Du, M. C. ; Du, Shuxian ; Duan, Y. Y. ; Duan, Z. H. ; Egorov, P. ; Fan, Y. H. ; Fang, J. ; Fang, J. ; Fang, Shuangshi ; Fang, W. X. ; Fang, Y. ; Fang, Y. Q. ; Farinelli, Riccardo ; Fava, Luciano ; Feldbauer, Florian ; Felici, Giulietto ; Feng, C. Q. ; Feng, J. H. ; Feng, Y. T. ; Fritsch, Miriam ; Fu, Chengdong ; Fu, J. L. ; Fu, Y. W. ; Gao, H. ; Gao, X. B. ; Gao, Y. N. ; Gao, Yang ; Garbolino, S. ; Garzia, I. ; Ge, L. ; Ge, P. T. ; Ge, Z. W. ; Geng, C. ; Gersabeck, Evelina ; Gilman, A. ; Goetzen, Klaus ; Gong, L. ; Gong, Wenxuan ; Gradl, Wolfgang ; Gramigna, S. ; Greco, M. ; Gu, Minhao ; Gu, Y. T. ; Guan, C. Y. ; Guo, Aiqiang ; Guo, L. B. ; Guo, M. J. ; Guo, R. P. ; Guo, Yuping ; Guskov, Alexey ; Gutierrez, J. ; Han, K. L. ; Han, T. T. ; Hanisch, F. ; Hao, Xiqing ; Harris, F. A. ; He, K. K. ; He, K. L. ; Heinsius, Fritz-Herbert ; Heinz, C. H. ; Heng, Yuekun ; Herold, Christoph ; Holtmann, Tobias ; Hong, P. C. ; Hou, G. Y. ; Hou, X. T. ; Hou, Y. R. ; Hou, Zhilong ; Hu, B. Y. ; Hu, Haiming ; 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, Tahir ; Hölzken, F. ; Hüsken, Nils ; in der Wiesche, N. ; Jackson, J. ; Janchiv, S. ; Jeong, J. H. ; Ji, Quan ; Ji, Qingping ; 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, Xiaoshan ; Jiang, Y. ; Jiao, J. B. ; Jiao, J. K. ; Jiao, Z. ; Jin, Shan ; Jin, Y. ; Jing, M. Q. ; Jing, X. M. ; Johansson, Tord ; Kabana, S. ; Kalantar-Nayestanaki, Nasser ; Kang, Xiaolin ; Kang, X. 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S. ; Nikolaev, Ivan Borisovich ; Ning, Z. ; Nisar, Shabana ; Niu, Q. L. ; Niu, W. D. ; Niu, Y. ; Olsen, Stephen L. ; Ouyang, Qun ; Pacetti, Simone ; Pan, X. ; Pan, Y. ; Pathak, A. ; Pei, Y. P. ; Pelizäus, Marc ; Peng, H. P. ; Peng, Y. Y. ; Peters, Klaus ; Ping, J. L. ; Ping, R. G. ; Plura, S. ; Prasad, Vindhyawasini ; Qi, F. Z. ; Qi, H. ; Qi, H. R. ; Qi, Ming ; Qi, T. Y. ; Qian, S. ; Qian, W. B. ; Qiao, Congfeng ; Qiao, X. K. ; Qin, J. J. ; Qin, L. Q. ; Qin, L. Y. ; Qin, X. P. ; Qin, X. S. ; Qin, Zhonghua ; Qiu, Jinfa ; Qu, Z. H. ; Redmer, Christoph Florian ; Ren, K. J. ; Rivetti, Angelo ; Da Rocha Rolo, Manuel Dionisio ; Rong, Gang ; Rosner, Christoph ; Ruan, S. N. ; Salone, N. ; Sarantsev, Andrei V. ; Schelhaas, Yasemin ; Schönning, Karin ; Scodeggio, Marco ; Shan, K. Y. ; Shan, Wei ; Shan, Xinyu ; 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. 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L. ; Wang, Z. Y. ; Wang, Ziyi ; Wei, D. H. ; Weidner, Frederik ; Wen, Shuopin ; Wen, Y. R. ; Wiedner, Ulrich ; Wilkinson, G. ; Wolke, Magnus ; Wollenberg, Leonard ; Wu, C. ; Wu, J. F. ; Wu, Linghui ; 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, Zhenjun ; 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, Guofa ; Xu, H. Y. ; Xu, M. ; Xu, Q. J. ; Xu, Q. N. ; Xu, W. ; Xu, W. L. ; Xu, Xinping ; 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, Hongxun ; Yang, T. ; Yang, Y. ; Yang, Y. F. ; Yang, Y. F. ; Yang, Yongxu ; Yang, Z. W. ; Yao, Z. P. ; Ye, M. ; Ye, Minghan ; Yin, J. H. ; Yin, Junhao ; You, Z. Y. ; Yu, Boxiang ; Yu, C. X. ; Yu, G. ; Yu, J. S. ; Yu, T. ; Yu, X. D. ; Yu, Y. C. ; Yuan, Chang-Zheng ; Yuan, J. ; 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. ; 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. ; Zhang, H. C. ; Zhang, H. H. ; Zhang, H. H. ; Zhang, H. Q. ; Zhang, H. R. ; Zhang, Hongyu ; Zhang, J. ; Zhang, J. ; Zhang, J. J. ; Zhang, J. L. ; Zhang, J. Q. ; Zhang, J. S. ; Zhang, J. W. ; Zhang, J. X. ; Zhang, Jianyong ; Zhang, J. Z. ; Zhang, Jianyu ; Zhang, L. M. ; Zhang, Lei ; Zhang, P. ; Zhang, Q. Y. ; Zhang, R. Y. ; Zhang, S. H. ; Zhang, Shulei ; Zhang, X. D. ; Zhang, X. M. ; Zhang, X. Y. ; Zhang, Y. ; Zhang, Y. ; Zhang, Y. T. ; Zhang, Y. H. ; Zhang, Y. M. ; Zhang, Yan ; Zhang, Z. D. ; Zhang, Z. H. ; Zhang, Z. L. ; Zhang, Z. Y. ; Zhang, Z. Y. ; Zhang, Z. Z. ; Zhao, G. ; Zhao, J. Y. ; Zhao, J. Z. ; Zhao, L. ; Zhao, Lei ; Zhao, Ming-Gang ; Zhao, N. ; Zhao, R. P. ; Zhao, Shujun ; Zhao, Yubin ; Zhao, Y. X. ; Zhao, Zhengguo ; Zhemchugov, Alexey ; Zheng, B. ; Zheng, B. M. ; Zheng, Jianping ; 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, Kejun ; Zhu, K. S. ; Zhu, L. ; Zhu, L. X. ; Zhu, S. H. ; Zhu, T. J. ; Zhu, W. D. ; Zhu, Y. C. ; Zhu, Zian ; Zou, Jiaheng ; Zu, J.
Based on 2.7×109 ψ(3686) decays collected with the BESIII detector, the radiative decay ψ(3686)→γ2(π+π−)η is investigated to measure properties of S- and P-wave charmonium states. The branching fraction of the decay ηc(1S)→2(π+π−)η, which is found to have a strong dependence on the interference pattern between ηc(1S) and non-ηc(1S) processes, is measured in both destructive and constructive interference scenarios for the first time. The mass and width of the ηc(1S) are measured to be M=(2984.14±0.13±0.38) MeV/c2 and Γ=(28.82±0.11±0.82) MeV, respectively. Clear signals for the decays of the χcJ(J=0,1,2) and the ηc(2S) to 2(π+π−)η are also observed for the first time, and the corresponding branching fractions are measured. The ratio of the branching fractions between the ηc(2S) and ηc(1S) decays is significantly lower than the theoretical prediction, which might suggest different dynamics in their decays.