Observation of $a^{0}_{0}(980)$-$f_{0}(980)$ Mixing

M. Ablikim, M. N. Achasov, S. Ahmed, M. Albrecht, M. Alekseev, A. Amoroso, F. F. An, Q. An, J. Z. Bai, Y. Bai, O. Bakina, R. Baldini Ferroli, Y. Ban, D. W. Bennett, J. V. Bennett, N. Berger, M. Bertani, D. Bettoni, J. M. Bian, F. Bianchi, E. Boger, I. Boyko, R. A. Briere, H. Cai, X. Cai, O. Cakir, A. Calcaterra, G. F. Cao, S. A. Cetin, J. Chai, J. F. Chang, G. Chelkov, G. Chen, H. S. Chen, J. C. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, X. R. Chen, Y. B. Chen, X. K. Chu, G. Cibinetto, H. L. Dai, J. P. Dai, A. Dbeyssi, D. Dedovich, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denysenko, M. Destefanis, F. De Mori, Y. Ding, C. Dong, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, O. Dorjkhaidav, Z. L. Dou, S. X. Du, P. F. Duan, J. Fang, S. S. Fang, X. Fang, Y. Fang, R. Farinelli, L. Fava, S. Fegan, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, E. Fioravanti, M. Fritsch, C. D. Fu, Q. Gao, X. L. Gao, Y. Gao, Y. G. Gao, Z. Gao, B. Garillon, I. Garzia, K. Goetzen, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, M. Greco, M. H. Gu, S. Gu, Y. T. Gu, A. Q. Guo, L. B. Guo, R. P. Guo, Y. P. Guo, Z. Haddadi, S. Han, X. Q. Hao, F. A. Harris, K. L. He, X. Q. He, F. H. Heinsius, T. Held, Y. K. Heng, T. Holtmann, Z. L. Hou, C. Hu, H. M. Hu, T. Hu, Y. Hu, G. S. Huang, J. S. Huang, S. H. Huang, X. T. Huang, X. Z. Huang, Z. L. Huang, T. Hussain, W. Ikegami Andersson, Q. Ji, Q. P. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, X. S. Jiang, X. Y. Jiang, J. B. Jiao, Z. Jiao, D. P. Jin, S. Jin, Y. Jin, T. Johansson, A. Julin, N. Kalantar-Nayestanaki, X. L. Kang, X. S. Kang, M. Kavatsyuk, B. C. Ke, T. Khan, A. Khoukaz, P. Kiese, R. Kliemt, L. Koch, O. B. Kolcu, B. Kopf, M. Kornicer, M. Kuemmel, M. Kuhlmann, A. Kupsc, W. Kühn, J. S. Lange, M. Lara, P. Larin, L. Lavezzi, H. Leithoff, C. Leng, C. Li, Cheng Li, D. M. Li, F. Li, F. Y. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, J. C. Li, Jin Li, K. Li, K. Li, K. J. Li, Lei Li, P. L. Li, P. R. Li, Q. Y. Li, T. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. L. Li, X. N. Li, X. Q. Li, Z. B. Li, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, D. X. Lin, B. Liu, B. J. Liu, C. X. Liu, D. Liu, F. H. Liu, Fang Liu, Feng Liu, H. B. Liu, H. H. Liu, H. H. Liu, H. M. Liu, J. B. Liu, J. Y. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, L. D. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, X. Liu, Y. B. Liu, Z. A. Liu, Zhiqing Liu, Y. F. Long, X. C. Lou, H. J. Lu, J. G. Lu, Y. Lu, Y. P. Lu, C. L. Luo, M. X. Luo, X. L. Luo, X. R. Lyu, F. C. Ma, H. L. Ma, L. L. Ma, M. M. Ma, Q. M. Ma, T. Ma, X. N. Ma, X. Y. Ma, Y. M. Ma, F. E. Maas, M. Maggiora, Q. A. Malik, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, Z. X. Meng, J. G. Messchendorp, G. Mezzadri, J. Min, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, Y. J. Mo, C. Morales Morales, G. Morello, N. Yu. Muchnoi, H. Muramatsu, A. Mustafa, Y. Nefedov, F. Nerling, I. B. Nikolaev, Z. Ning, S. Nisar, S. L. Niu, X. Y. Niu, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, Y. Pan, M. Papenbrock, P. Patteri, M. Pelizaeus, J. Pellegrino, H. P. Peng, K. Peters, J. Pettersson, J. L. Ping, R. G. Ping, A. Pitka, R. Poling, V. Prasad, H. R. Qi, M. Qi, S. Qian, C. F. Qiao, N. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, K. H. Rashid, C. F. Redmer, M. Richter, M. Ripka, M. Rolo, G. Rong, Ch. Rosner, A. Sarantsev, M. Savrié, C. Schnier, K. Schoenning, W. Shan, M. Shao, C. P. Shen, P. X. Shen, X. Y. Shen, H. Y. Sheng, J. J. Song, W. M. Song, X. Y. Song, S. Sosio, C. Sowa, S. Spataro, G. X. Sun, J. F. Sun, L. Sun, S. S. Sun, X. H. Sun, Y. J. Sun, Y. K Sun, Y. Z. Sun, Z. J. Sun, Z. T. Sun, C. J. Tang, G. Y. Tang, X. Tang, I. Tapan, M. Tiemens, B. T. Tsednee, I. Uman, G. S. Varner, B. Wang, B. L. Wang, D. Wang, D. Y. Wang, Dan Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. S. Wang, M. Wang, P. Wang, P. L. Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. Q. Wang, Z. Wang, Z. G. Wang, Z. H. Wang, Z. Y. Wang, Z. Y. Wang, T. Weber, D. H. Wei, J. H. Wei, P. Weidenkaff, S. P. Wen, U. Wiedner, M. Wolke, L. H. Wu, L. J. Wu, Z. Wu, L. Xia, Y. Xia, D. Xiao, H. Xiao, Y. J. Xiao, Z. J. Xiao, X. H. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, X. A. Xiong, Q. L. Xiu, G. F. Xu, J. J. Xu, L. Xu, Q. J. Xu, Q. N. Xu, X. P. Xu, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, Y. H. Yan, H. J. Yang, H. X. Yang, L. Yang, Y. H. Yang, Y. X. Yang, M. Ye, M. H. Ye, J. H. Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, J. S. Yu, C. Z. Yuan, Y. Yuan, A. Yuncu, A. A. Zafar, Y. Zeng, Z. Zeng, B. X. Zhang, B. Y. Zhang, C. C. Zhang, D. H. Zhang, H. H. Zhang, H. Y. Zhang, J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. W. Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, K. Zhang, L. Zhang, S. Q. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. H. Zhang, Y. T. Zhang, Yu Zhang, Z. H. Zhang, Z. P. Zhang, Z. Y. Zhang, G. Zhao, J. W. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, Lei Zhao, Ling Zhao, M. G. Zhao, Q. Zhao, S. J. Zhao, T. C. Zhao, Y. B. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, J. P. Zheng, W. J. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, L. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, S. Zhu, S. H. Zhu, X. L. Zhu, Y. C. Zhu, Y. S. Zhu, Z. A. Zhu, J. Zhuang, B. S. Zou, J. H. Zou

Published 2018-02-02Version 1

We report the first observation of $a^{0}_{0}(980)$-$f_{0}(980)$ mixing in the decays of $J/\psi\to\phi f_{0}(980) \to a^{0}_{0}(980) \to\phi\eta\pi^{0}$ and $\chi_{c0}\to a^{0}_{0}(980) \pi^{0}\to f_{0}(980)\pi^{0} \to \pi^{+}\pi^{-}\pi^{0}$, using data samples of $1.31\times10^{9}$ $J/\psi$ events and $4.48\times10^{8}$ $\psi(3686)$ events accumulated with the BESIII detector. The signals of $f_{0}(980)\to a^{0}_{0}(980)$ and $a^{0}_{0}(980)\to f_{0}(980)$ mixing are observed with a statistical significance of $7.4\sigma$ and $5.5\sigma$, respectively. The corresponding branching fractions and mixing intensities are measured. The results will improve the understanding of the nature of $a^{0}_{0}(980)$ and $f_{0}(980)$.