Search for D0 →γγ and improved measurement of the branching fraction for D0 →π0 π0

Ablikim, M.; Achasov, M. N.; X. C., Ai; Albayrak, O.; Albrecht, M.; Ambrose, D. J.; Amoroso, Antonio; F. F., An; An, Q.; Bai, J. Z.; Ferroli, R. Baldini; Ban, Y.; Bennett, D. W.; Bennett, J. V.; Bertani, M.; Bettoni, D.; Bian, J. M.; Bianchi, Fabrizio; Boger, E.; Bondarenko, O.; Boyko, I.; Briere, R. A.; Cai, H.; Cai, X.; Cakir, O.; Calcaterra, A.; Cao, G. F.; Cetin, S. A.; Chang, J. F.; Chelkov, G.; Chen, G.; Chen, H. S.; Chen, H. Y.; Chen, J. C.; Chen, M. L.; Chen, S. J.; Chen, X.; Chen, X. R.; Chen, Y. B.; Cheng, H. P.; Chu, X. K.; Cibinetto, G.; Cronin Hennessy, D.; Dai, H. L.; Dai, J. P.; Dbeyssi, A.; Dedovich, D.; Deng, Z. Y.; Denig, A.; Denysenko, I.; Destefanis, Marco Giovanni; De Mori, Francesca; Ding, Y.; Dong, C.; Dong, J.; Dong, L. Y.; Dong, M. Y.; S. X., Du; Duan, P. F.; Fan, J. Z.; Fang, J.; Fang, S. S.; Fang, X.; Fang, Y.; Fava, L.; Feldbauer, F.; Felici, G.; Feng, C. Q.; Fioravanti, E.; Fritsch, M.; C. D., Fu; Gao, Q.; Gao, X. Y.; Gao, Y.; Gao, Z.; Garzia, I.; Geng, C.; Goetzen, K.; Gong, W. X.; Gradl, W.; Greco, Michela; M. H., Gu; Y. T., Gu; Guan, Y. H.; Guo, A. Q.; Guo, L. B.; Guo, Y.; Guo, Y. P.; Haddadi, Z.; Hafner, A.; Han, S.; Han, Y. L.; Hao, X. Q.; Harris, F. A.; K. L., He; Z. Y., He; Held, T.; Heng, Y. K.; Hou, Z. L.; Hu, C.; H. M., Hu; J. F., Hu; Hu, T.; Hu, Y.; Huang, G. M.; Huang, G. S.; Huang, H. P.; Huang, J. S.; Huang, X. T.; Huang, Y.; Hussain, T.; Ji, Q.; Q. P., Ji; X. B., Ji; X. L., Ji; J. I. A. N. G. L. L.,; Jiang, L. W.; Jiang, X. S.; Jiao, J. B.; Jiao, Z.; Jin, D. P.; Jin, S.; Johansson, T.; Julin, A.; Kalantar Nayestanaki, N.; Kang, X. L.; Kang, X. S.; Kavatsyuk, M.; B. C., Ke; Kliemt, R.; Kloss, B.; Kolcu, O. B.; Kopf, B.; Kornicer, M.; Kühn, W.; Kupsc, A.; Lai, W.; Lange, J. S.; Lara, M.; Larin, P.; Leng, C.; C. H., Li; Cheng, Li; D. M., Li; Li, F.; Li, G.; H. B., Li; J. C., Li; Jin, Li; Li, K.; Li, K.; Lei, Li; P. R., Li; Li, T.; W. D., Li; W. G., Li; X. L., Li; X. M., Li; X. N., Li; X. Q., Li; Z. B., Li; Liang, H.; Liang, Y. F.; Liang, Y. T.; Liao, G. R.; Lin, D. X.; Liu, B. J.; Liu, C. X.; Liu, F. H.; Liu, Fang; Liu, Feng; Liu, H. B.; Liu, H. H.; Liu, H. H.; Liu, H. M.; Liu, J.; Liu, J. P.; Liu, J. Y.; Liu, K.; Liu, K. Y.; Liu, L. D.; Liu, P. L.; Liu, Q.; Liu, S. B.; Liu, X.; Liu, X. X.; Liu, Y. B.; Liu, Z. A.; Liu, Zhiqiang; Liu, Zhiqing; Loehner, H.; Lou, X. C.; H. J., Lu; J. G., Lu; R. Q., Lu; Lu, Y.; Y. P., Lu; Luo, C. L.; Luo, M. X.; Luo, T.; Luo, X. L.; Lv, M.; Lyu, X. R.; F. C., Ma; H. L., Ma; L. L., Ma; Q. M., Ma; Ma, S.; Ma, T.; X. N., Ma; X. Y., Ma; Maas, F. E.; Maggiora, Marco; Malik, Q. A.; Mao, Y. J.; Mao, Z. P.; Marcello, Simonetta; Messchendorp, J. G.; Min, J.; Min, T. J.; Mitchell, R. E.; X. H., Mo; Y. J., Mo; Morales, C. Morales; Moriya, K.; Muchnoi, N. Y. U.; Muramatsu, H.; Nefedov, Y.; Nerling, F.; Nikolaev, I. B.; Ning, Z.; Nisar, S.; Niu, S. L.; Niu, X. Y.; Olsen, S. L.; Ouyang, Q.; Pacetti, S.; Patteri, P.; Pelizaeus, M.; Peng, H. P.; Peters, K.; Pettersson, J.; Ping, J. L.; Ping, R. G.; Poling, R.; Y. N., Pu; Qi, M.; Qian, S.; Qiao, C. F.; Qin, L. Q.; Qin, N.; Qin, X. S.; Qin, Y.; Qin, Z. H.; Qiu, J. F.; Rashid, K. H.; Redmer, C. F.; Ren, H. L.; Ripka, M.; Rong, G.; Ruan, X. D.; Santoro, V.; Sarantsev, A.; Savrié, M.; Schoenning, K.; Schumann, S.; Shan, W.; Shao, M.; Shen, C. P.; Shen, P. X.; Shen, X. Y.; Sheng, H. Y.; Song, W. M.; Song, X. Y.; Sosio, Stefano; Spataro, Stefano Giovanni; Sun, G. X.; Sun, J. F.; Sun, S. S.; Sun, Y. J.; Sun, Y. Z.; Sun, Z. J.; Sun, Z. T.; Tang, C. J.; Tang, X.; Tapan, I.; Thorndike, E. H.; Tiemens, M.; Toth, D.; Ullrich, M.; Uman, I.; Varner, G. S.; Wang, B.; Wang, B. L.; Wang, D.; Wang, D. Y.; Wang, K.; Wang, L. L.; Wang, L. S.; Wang, M.; Wang, P.; Wang, P. L.; Wang, Q. J.; Wang, S. G.; Wang, W.; Wang, X. F.; Wang, Y. D.; Wang, Y. F.; Wang, Y. Q.; Wang, Z.; Wang, Z. G.; Wang, Z. H.; Wang, Z. Y.; Weber, T.; Wei, D. H.; Wei, J. B.; Weidenkaff, P.; Wen, S. P.; Wiedner, U.; Wolke, M.; L. H., Wu; Wu, Z.; Xia, L. G.; Xia, Y.; Xiao, D.; Xiao, Z. J.; Xie, Y. G.; Xiu, Q. L.; G. F., Xu; Xu, L.; Q. J., Xu; Q. N., Xu; X. P., Xu; Yan, L.; Yan, W. B.; Yan, W. C.; Yan, Y. H.; Yang, H. X.; Yang, L.; Yang, Y.; Yang, Y. X.; Ye, H.; Ye, M.; M. H., Ye; Yin, J. H.; B. X., Yu; C. X., Yu; H. W., Yu; J. S., Yu; Yuan, C. Z.; Yuan, W. L.; Yuan, Y.; Yuncu, A.; Zafar, A. A.; Zallo, A.; Zeng, Y.; Zhang, B. X.; Zhang, B. Y.; Zhang, C.; Zhang, C. C.; Zhang, D. 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, K.; Zhang, L.; Zhang, S. H.; Zhan, J. H.

doi:10.1103/PhysRevD.91.112015

Using $2.92$ fb$^{-1}$ of electron-positron annihilation data collected at $\sqrt{s} = 3.773$~GeV with the BESIII detector, we report the results of a search for the flavor-changing neutral current process $D^0\to\gamma\gamma$ using a double-tag technique. We find no signal and set an upper limit at $90\%$ confidence level for the branching fraction of $B(D^0\to\gamma\gamma) < 3.8\times10^{-6}$. We also investigate $D^0$-meson decay into two neutral pions, obtaining a branching fraction of $B(D^0\to\pi^0\pi^0) = (8.24\pm0.21(\text{stat.})\pm0.30(\text{syst.}))\times10^{-4}$, the most precise measurement to date and consistent with the current world average