The observed cross sections for e+e-→μ+μ- at energies from 3.8 to 4.6 GeV are measured using data samples taken with the BESIII detector operated at the BEPCII collider. We measure the muonic widths and determine the branching fractions of the charmonium states ψ(4040), ψ(4160), and ψ(4415) decaying to μ+μ-, as well as making a first determination of the phase of the amplitudes. In addition, we observe evidence for a structure in the dimuon cross section near 4.220 GeV/c2, which we denote as S(4220). Analyzing a coherent sum of amplitudes yields eight solutions, one of which gives a mass of MS(4220)=4216.7±8.9±4.1 MeV/c2, a total width of ΓS(4220)tot=47.2±22.8±10.5 MeV, and a muonic width of ΓS(4220)μμ=1.53±1.26±0.54 keV, where the first uncertainties are statistical and the second systematic. The eight solutions give the central values of the mass, total width, muonic width to be, respectively, in the range from 4212.8 to 4219.4 MeV/c2, from 36.4 to 49.6 MeV, and from 1.09 to 1.53 keV. The statistical significance of the S(4220) signal is 3.9σ. Correcting the total dimuon cross section for radiative effects yields a statistical significance for this structure of 8.1σ.

Measurement of cross sections for e+e- →μ+μ- At center-of-mass energies from 3.80 to 4.60 GeV

Amoroso A.;Bianchi F.;Bortone A.;Destefanis M.;De Mori F.;Greco M.;Lavezzi L.;Maggiora M.;Marcello S.;Sosio S.;Spataro S.;
2020-01-01

Abstract

The observed cross sections for e+e-→μ+μ- at energies from 3.8 to 4.6 GeV are measured using data samples taken with the BESIII detector operated at the BEPCII collider. We measure the muonic widths and determine the branching fractions of the charmonium states ψ(4040), ψ(4160), and ψ(4415) decaying to μ+μ-, as well as making a first determination of the phase of the amplitudes. In addition, we observe evidence for a structure in the dimuon cross section near 4.220 GeV/c2, which we denote as S(4220). Analyzing a coherent sum of amplitudes yields eight solutions, one of which gives a mass of MS(4220)=4216.7±8.9±4.1 MeV/c2, a total width of ΓS(4220)tot=47.2±22.8±10.5 MeV, and a muonic width of ΓS(4220)μμ=1.53±1.26±0.54 keV, where the first uncertainties are statistical and the second systematic. The eight solutions give the central values of the mass, total width, muonic width to be, respectively, in the range from 4212.8 to 4219.4 MeV/c2, from 36.4 to 49.6 MeV, and from 1.09 to 1.53 keV. The statistical significance of the S(4220) signal is 3.9σ. Correcting the total dimuon cross section for radiative effects yields a statistical significance for this structure of 8.1σ.
2020
102
11
112009-1
112009-9
Ablikim M.; Achasov M.N.; Adlarson P.; Ahmed S.; Albrecht M.; Amoroso A.; An Q.; Anita; Bai Y.; Bakina O.; Baldini Ferroli R.; Balossino I.; Ban Y.; Begzsuren K.; Bennett J.V.; 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.; Cheng W.; Cibinetto G.; Cossio F.; Cui X.F.; Dai H.L.; Dai J.P.; Dai X.C.; Dbeyssi A.; De Boer R.B.; 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.; Du S.X.; Fang J.; Fang S.S.; Fang Y.; Farinelli R.; Fava L.; Feldbauer F.; Felici G.; Feng C.Q.; Fritsch M.; Fu C.D.; Fu Y.; Gao X.L.; Gao Y.; Gao Y.; Gao Y.G.; Garzia I.; Gersabeck E.M.; 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.; Guo Y.P.; Guskov A.; Han S.; Han T.T.; Han T.Z.; Hao X.Q.; Harris F.A.; He K.L.; Heinsius F.H.; Held T.; Heng Y.K.; 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 Z.; Huesken N.; Hussain T.; Ikegami Andersson W.; 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.; Jiang X.Y.; 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.; Kuhn W.; Lane J.J.; Lange J.S.; Larin P.; Lavezzi L.; Leithoff H.; Lellmann M.; Lenz T.; Li C.; Li C.H.; Li C.; Li D.M.; Li F.; Li G.; Li H.B.; Li H.J.; Li J.L.; Li J.Q.; Li K.; Li L.K.; Li L.; Li P.L.; Li P.R.; Li S.Y.; Li W.D.; Li W.G.; Li X.H.; Li X.L.; Li Z.B.; Li Z.Y.; Liang H.; Liang H.; Liang Y.F.; Liang Y.T.; Liao L.Z.; Libby J.; Lin C.X.; Liu B.; Liu B.J.; Liu C.X.; Liu D.; Liu D.Y.; Liu F.H.; Liu F.; Liu F.; Liu H.B.; Liu H.M.; Liu H.; Liu H.; Liu J.B.; Liu J.Y.; Liu K.; Liu K.Y.; Liu K.; Liu L.; Liu L.Y.; Liu Q.; Liu S.B.; Liu T.; Liu X.; Liu Y.B.; Liu Z.A.; Liu Z.Q.; Long Y.F.; Lou X.C.; 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.N.; Ma X.X.; Ma X.Y.; Ma Y.M.; 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.; Nakhoul S.; Nefedov Y.; Nerling F.; Nikolaev I.B.; Ning Z.; Nisar S.; Olsen S.L.; Ouyang Q.; Pacetti S.; Pan Y.; Papenbrock M.; Pathak A.; Patteri P.; Pelizaeus M.; Peng H.P.; Peters K.; Pettersson J.; Ping J.L.; Ping R.G.; Pitka A.; Prasad V.; Qi H.; Qi H.R.; Qi M.; Qi T.Y.; Qian S.; Qian W.-B.; Qiao C.F.; Qin L.Q.; Qin X.P.; 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 C.; Rump M.; Sarantsev A.; Savrie M.; Schelhaas Y.; Schnier C.; Schoenning K.; Shan W.; Shan X.Y.; Shao M.; Shen C.P.; Shen P.X.; Shen X.Y.; Shi H.C.; Shi R.S.; Shi X.; Shi X.D.; Song J.J.; Song Q.Q.; Song Y.X.; Sosio S.; Spataro S.; Sui F.F.; Sun G.X.; Sun J.F.; Sun L.; Sun S.S.; Sun T.; Sun W.Y.; Sun Y.J.; Sun Y.K.; Sun Y.Z.; Sun Z.T.; Tan Y.X.; Tang C.J.; Tang G.Y.; Tang J.; Thoren V.; Tsednee B.; Uman I.; Wang B.; Wang B.L.; Wang C.W.; Wang D.Y.; Wang H.P.; Wang K.; Wang L.L.; Wang M.; Wang M.Z.; Wang M.; Wang W.P.; Wang X.; Wang X.F.; Wang X.L.; Wang Y.; Wang Y.; Wang Y.D.; Wang Y.F.; Wang Y.Q.; Wang Z.; Wang Z.Y.; Wang Z.; Wang Z.; Weber T.; Wei D.H.; Weidenkaff P.; Weidner F.; Wen H.W.; 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 Y.J.; Xiao Z.J.; Xie X.H.; Xie Y.G.; Xie Y.H.; Xing T.Y.; Xiong X.A.; Xu G.F.; Xu J.J.; Xu Q.J.; Xu W.; Xu X.P.; Yan L.; Yan L.; Yan W.B.; Yan W.C.; Yang H.J.; Yang H.X.; Yang L.; Yang R.X.; Yang S.L.; Yang Y.H.; Yang Y.X.; Yang Y.; Yang Z.; 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 W.; Yuan X.Q.; Yuan Y.; Yue C.X.; Yuncu A.; Zafar A.A.; Zeng Y.; Zhang B.X.; Zhang G.; Zhang H.H.; Zhang H.Y.; Zhang J.L.; Zhang J.Q.; Zhang J.W.; Zhang J.Y.; Zhang J.Z.; Zhang J.; Zhang J.; Zhang L.; Zhang L.; Zhang S.; Zhang S.F.; Zhang T.J.; Zhang X.Y.; Zhang Y.; Zhang Y.H.; Zhang Y.T.; Zhang Y.; Zhang Y.; Zhang Y.; Zhang Z.H.; Zhang Z.Y.; Zhao G.; Zhao J.; Zhao J.Y.; Zhao J.Z.; Zhao L.; Zhao L.; Zhao M.G.; Zhao Q.; Zhao S.J.; Zhao Y.B.; Zhao Y.X.Z.; 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 W.J.; Zhu X.L.; Zhu Y.C.; Zhu Z.A.; Zou B.S.; Zou J.H.
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
PhysRevD.102.112009.pdf

Accesso aperto

Tipo di file: PDF EDITORIALE
Dimensione 324.44 kB
Formato Adobe PDF
324.44 kB Adobe PDF Visualizza/Apri

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/2318/1796369
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus 5
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 2
social impact