Observation of the decay
J/ψ→e+e−η(1405)
with
η(1405)→π0f0(980)
Authors: Ablikim M. , Achasov M. N. , Adlarson P. , Ai X. C. , Aliberti R. , Amoroso A. , An M. R. , An Q. , Bai Y. , Bakina O. , Balossino I. , Ban Y. , Batozskaya V. , Begzsuren K. , Berger N. , Berlowski M. , Bertani M. , Bettoni D. , Bianchi F. , Bianco E. , 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 T. T. , Chang W. L. , Che G. R. , Chelkov G. , Chen C. , Chen Chao , Chen 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 Y. Q. , Chen Z. J. , Cheng W. S. , Choi S. K. , Chu X. , Cibinetto G. , Coen S. C. , 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 B. , Ding X. X. , Ding Y. , Ding Y. , Dong J. , Dong L. Y. , Dong M. Y. , Dong X. , Du M. C. , Du S. X. , Duan Z. H. , 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 K. , Fritsch M. , Fritzsch C. , Fu C. D. , Fu J. L. , Fu Y. W. , Gao H. , Gao Y. N. , Gao Yang , Garbolino S. , Garzia I. , Ge P. T. , Ge Z. W. , Geng C. , Gersabeck E. M. , Gilman A. , Goetzen K. , Gong L. , Gong W. X. , Gradl W. , Gramigna S. , Greco M. , Gu M. H. , Gu Y. T. , Guan C. Y. , Guan Z. L. , Guo A. Q. , Guo L. B. , Guo M. J. , 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. H. , Heinz C. H. , Heng Y. K. , Herold C. , Holtmann T. , Hong P. C. , Hou G. Y. , Hou X. T. , 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. , Hussain T. , Hüsken N. , Imoehl W. , Irshad M. , Jackson J. , Jaeger S. , Janchiv S. , Jeong J. H. , Ji Q. , Ji Q. P. , Ji X. B. , Ji X. L. , Ji Y. Y. , Jia X. Q. , Jia Z. K. , Jiang H. J. , Jiang P. C. , Jiang S. S. , Jiang T. J. , Jiang X. S. , Jiang Y. , Jiao J. B. , Jiao Z. , Jin S. , Jin Y. , Jing M. Q. , Johansson T. , Kui X. , Kabana S. , Kalantar-Nayestanaki N. , Kang X. L. , Kang X. S. , Kappert R. , Kavatsyuk M. , Ke B. C. , Khoukaz A. , Kiuchi R. , Kliemt R. , Kolcu O. B. , Kopf B. , Kuessner M. K. , Kupsc A. , Kühn W. , Lane J. J. , Larin P. , Lavania A. , Lavezzi L. , Lei T. T. , Lei Z. H. , Leithoff H. , Lellmann M. , Lenz T. , Li C. , Li C. , Li C. H. , Li Cheng , Li D. M. , Li F. , Li G. , Li H. , Li H. B. , Li H. J. , Li H. N. , Li Hui , Li J. R. , Li J. S. , Li J. W. , Li K. L. , Li Ke , Li L. J. , Li L. K. , Li Lei , Li M. H. , Li P. R. , Li Q. X. , Li S. X. , Li T. , Li W. D. , Li W. G. , Li X. H. , Li X. L. , Li Xiaoyu , Li Y. G. , Li Z. J. , Li Z. X. , Liang C. , Liang H. , Liang H. , Liang H. , Liang Y. F. , Liang Y. T. , Liao G. R. , Liao L. Z. , Liao Y. P. , Libby J. , Limphirat A. , Lin D. X. , Lin T. , Liu B. J. , Liu B. X. , Liu C. , Liu C. X. , Liu F. H. , Liu Fang , Liu Feng , Liu G. M. , Liu H. , 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 L. C. , Liu Lu , 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. , 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 J. L. , Ma L. L. , Ma M. M. , Ma Q. M. , Ma R. Q. , Ma R. T. , Ma X. Y. , Ma Y. , Ma Y. M. , Maas F. E. , Maggiora M. , 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. , Patteri P. , Pei Y. P. , Pelizaeus M. , Peng H. P. , Peters K. , 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. , Qiao C. F. , Qin J. J. , Qin L. Q. , Qin X. P. , Qin X. S. , Qin Z. H. , Qiu J. F. , Qu S. Q. , Redmer C. F. , Ren K. J. , Rivetti A. , Rodin V. , Rolo M. , Rong G. , Rosner Ch. , Ruan S. N. , Salone N. , Sarantsev A. , Schelhaas Y. , Schoenning 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 W. H. , Shen X. Y. , Shi B. A. , Shi H. C. , Shi J. L. , Shi J. Y. , Shi Q. Q. , Shi R. S. , Shi X. , Song J. J. , Song T. Z. , Song W. M. , Song Y. J. , Song Y. X. , Sosio S. , Spataro S. , Stieler F. , Su Y. J. , Sun G. B. , Sun G. X. , Sun H. , Sun H. K. , Sun J. F. , Sun K. , Sun L. , Sun S. S. , Sun T. , Sun W. Y. , Sun Y. , Sun Y. J. , Sun Y. Z. , Sun Z. T. , Tan Y. X. , Tang C. J. , Tang G. Y. , Tang J. , Tang Y. A. , Tao L. Y. , Tao Q. T. , Tat M. , Teng J. X. , Thoren V. , Tian W. H. , Tian W. H. , Tian Y. , Tian Z. F. , Uman I. , Wang S. J. , Wang B. , Wang B. L. , Wang Bo , Wang C. W. , Wang D. Y. , Wang F. , Wang H. J. , Wang H. P. , Wang J. P. , Wang K. , Wang L. L. , Wang M. , Wang Meng , Wang S. , Wang S. , Wang T. , Wang T. J. , Wang W. , Wang W. , Wang W. P. , Wang X. , Wang X. F. , Wang X. J. , Wang X. L. , Wang Y. , Wang Y. D. , Wang Y. F. , Wang Y. H. , Wang Y. N. , Wang Y. Q. , Wang Yaqian , Wang Yi , Wang Z. , Wang Z. L. , Wang Z. Y. , Wang Ziyi , Wei D. , Wei D. H. , Weidner F. , Wen S. P. , Wenzel C. W. , Wiedner U. W. , Wilkinson G. , Wolke M. , Wollenberg L. , Wu C. , Wu J. F. , Wu L. H. , Wu L. J. , Wu X. , Wu X. H. , Wu Y. , Wu Y. J. , Wu Z. , Xia L. , Xian X. M. , 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 Q. N. , Xu W. , Xu W. L. , Xu X. P. , Xu Y. C. , Xu Z. P. , Xu Z. S. , Yan F. , Yan L. , Yan W. B. , Yan W. C. , Yan X. Q. , Yang H. J. , Yang H. L. , Yang H. X. , Yang Tao , Yang Y. , Yang Y. F. , Yang Y. X. , Yang Yifan , Yang Z. W. , Yao Z. P. , Ye M. , Ye M. H. , Yin J. H. , You Z. Y. , Yu B. X. , Yu C. X. , Yu G. , Yu J. S. , Yu T. , Yu X. D. , 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. , 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. H. , Zhang H. H. , Zhang H. Q. , Zhang H. Y. , Zhang J. J. , Zhang J. L. , Zhang J. Q. , Zhang J. W. , Zhang J. X. , Zhang J. Y. , Zhang J. Z. , Zhang Jianyu , Zhang Jiawei , Zhang L. M. , Zhang L. Q. , Zhang Lei , Zhang P. , Zhang Q. Y. , Zhang Shuihan , Zhang Shulei , Zhang X. D. , Zhang X. M. , Zhang X. Y. , Zhang Xuyan , Zhang Y. , Zhang Y. , Zhang Y. T. , Zhang Y. H. , Zhang Yan , Zhang Yao , Zhang Z. H. , Zhang Z. L. , Zhang Z. Y. , Zhang Z. Y. , Zhao G. , Zhao J. , Zhao J. Y. , Zhao J. Z. , Zhao Lei , Zhao Ling , Zhao M. G. , Zhao S. J. , Zhao Y. B. , Zhao Y. X. , Zhao Z. G. , Zhemchugov A. , Zheng B. , Zheng J. P. , Zheng W. J. , Zheng Y. H. , Zhong B. , 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. , Zhu L. X. , Zhu S. H. , Zhu S. Q. , Zhu T. J. , Zhu W. J. , Zhu Y. C. , Zhu Z. A. , Zou J. H. , Zu J. ,   BESIII Collaboration
Published: January 2024

Using a data sample of (10087±44)×106  J/ψ events collected by the BESIII detector in 2009, 2012, 2018 and 2019, the electromagnetic Dalitz process J/ψ→e+e−η(1405) is observed via the decay η(1405)→π0f0(980), f0(980)→π+π−, with a significance of about 9.8σ. The branching fraction of this decay is measured to be B(J/ψ→e+e−η(1405)→e+e−π0f0(980)→e+e−π0π+π−)=(2.04±0.20(stat)±0.08(syst))×10−7. The branching fraction ratio B(J/ψ→e+e−η(1405))/B(J/ψ→γη(1405)) is determined to be (1.36±0.17(stat)±0.06(syst))×10−2. Furthermore, an e+e− invariant mass dependent transition form factor of J/ψ→e+e−η(1405) is presented for the first time. The obtained result provides input for different theoretical models and is valuable for the improved understanding the intrinsic structure of the η(1405) meson.

Published by the American Physical Society
2024