Measurement of two-photon decay width of χc2(1P) in γγ → χc2(1P) → J/ψγ at Belle
Authors:   The Belle collaboration, Seino Y. , Hayasaka K. , Uehara S. , Adachi I. , Aihara H. , Al Said S. , Asner D. M. , Atmacan H. , Aushev T. , Ayad R. , Babu V. , Bahinipati S. , Behera P. , Belous K. , Bennett J. , Bessner M. , Bhardwaj V. , Bhuyan B. , Bilka T. , Bodrov D. , Bonvicini G. , Borah J. , Bozek A. , Bračko M. , Branchini P. , Browder T. E. , Budano A. , Campajola M. , Červenkov D. , Chang M.-C. , Chang P. , Chekelian V. , Chen A. , Cheon B. G. , Chilikin K. , Cho H. E. , Cho K. , Cho S.-J. , Choi S.-K. , Choi Y. , Choudhury S. , Cinabro D. , Das S. , De Pietro G. , Dhamija R. , Di Capua F. , Dingfelder J. , Doležal Z. , Dong T. V. , Epifanov D. , Ferber T. , Ferlewicz D. , Fulsom B. G. , Garg R. , Gaur V. , Gabyshev N. , Garmash A. , Giri A. , Goldenzweig P. , Graziani E. , Hadjivasiliou C. , Hayashii H. , Hou W.-S. , Hsu C.-L. , Inami K. , Ipsita N. , Ishikawa A. , Itoh R. , Iwasaki M. , Jacobs W. W. , Jang E.-J. , Jia S. , Jin Y. , Joo K. K. , Kakuno H. , Kang K. H. , Karyan G. , Kawasaki T. , Kiesling C. , Kim C. H. , Kim D. Y. , Kim K.-H. , Kim Y.-K. , Kodyš P. , Konno T. , Korobov A. , Korpar S. , Kovalenko E. , Križan P. , Krokovny P. , Kumar M. , Kumar R. , Kumara K. , Lam T. , Lange J. S. , Lee S. C. , Li C. H. , Li J. , Li L. K. , Li Y. , Li Y. B. , Li Gioi L. , Libby J. , Lieret K. , Masuda M. , Matsuda T. , Matvienko D. , Maurya S. K. , Meier F. , Merola M. , Miyabayashi K. , Miyata H. , Mizuk R. , Mohanty G. B. , Mrvar M. , Mussa R. , Nakao M. , Natkaniec Z. , Natochii A. , Nayak L. , Nayak M. , Niiyama M. , Nisar N. K. , Nishida S. , Ogawa S. , Ono H. , Onuki Y. , Oskin P. , Pakhlov P. , Pakhlova G. , Pardi S. , Park H. , Park S.-H. , Patra S. , Paul S. , Pedlar T. K. , Pestotnik R. , Piilonen L. E. , Podobnik T. , Prencipe E. , Prim M. T. , Rout N. , Russo G. , Sandilya S. , Sangal A. , Santelj L. , Sanuki T. , Savinov V. , Schnell G. , Schueler J. , Schwanda C. , Senyo K. , Sevior M. E. , Shapkin M. , Sharma C. , Shen C. P. , Shiu J.-G. , Singh J. B. , Sokolov A. , Solovieva E. , Starič M. , Stottler Z. S. , Strube J. F. , Sumihama M. , Sumisawa K. , Sumiyoshi T. , Takizawa M. , Tamponi U. , Tanida K. , Tenchini F. , Uchida M. , Uglov T. , Unno Y. , Uno K. , Uno S. , van Tonder R. , Varner G. , Vinokurova A. , Waheed E. , Wang E. , Wang M.-Z. , Wang X. L. , Watanabe M. , Watanuki S. , Won E. , Yabsley B. D. , Yan W. , Yang S. B. , Yin J. H. , Yuan C. Z. , Yusa Y. , Zhai Y. , Zhang Z. P. , Zhilich V. , Zhukova V. , Zhulanov V. 
Published: February 2023

Abstract

We report the measurement of the two-photon decay width of χc2(1P) in two-photon processes at the Belle experiment. We analyze the process γγ → χc2(1P) → J/ψγ, J/ψ → ℓ+ℓ− (ℓ = e or μ) using a data sample of 971 fb−1 collected with the Belle detector at the KEKB e+e− collider. In this analysis, the product of the two-photon decay width of χc2(1P) and the branching fraction is determined to be $$ {\Gamma}_{\gamma \gamma}\left({\chi}_{c2}(1P)\right)\mathcal{B}\left({\chi}_{c2}(1P)\to J/\psi \gamma \right)\mathcal{B}\left(J/\psi \to {\ell}^{+}{\ell}^{-}\right)=14.8\pm 0.3\left(\textrm{stat}.\right)\pm 0.7\left(\textrm{syst}.\right) $$

Γ
γγ

χ

c
2

1
P

B

χ

c
2

1
P

→
J
/
ψγ

B

J
/
ψ
→

ℓ
+

ℓ
−

=
14.8
±
0.3

stat
.

±
0.7

syst
.

eV, which corresponds to Γγγ(χc2(1P)) = 653 ± 13(stat.) ± 31(syst.) ± 17(B.R.) eV, where the third uncertainty is from $$ \mathcal{B} $$
B
(χc2(1P) → J/ψγ) and $$ \mathcal{B} $$
B
(J/ψ → ℓ+ℓ−).