{ "id": "2010.14415", "version": "v1", "published": "2020-10-27T16:24:15.000Z", "updated": "2020-10-27T16:24:15.000Z", "title": "Measurements of $e^+e^-\\rightarrow η_{\\rm c}π^+ π^-π^0$, $η_{\\rm c}π^+ π^-$ and $η_{\\rm c}π^0γ$ at $\\sqrt{s}$ from 4.18 to 4.60 GeV, and search for a $Z_{\\rm c}$ state close to the $D\\bar{D}$ threshold at 4.23 GeV decaying to $η_{\\rm c}π$", "authors": [ "BESIII Collaboration", "M. Ablikim", "M. N. Achasov", "P. Adlarson", "S. Ahmed", "M. Albrecht", "R. Aliberti", "A. Amoroso", "M. R. An", "Q. An", "X. H. Bai", "Y. Bai", "O. Bakina", "R. Baldini Ferroli", "I. Balossino", "Y. Ban", "K. Begzsuren", "N. Berger", "M. Bertani", "D. Bettoni", "F. Bianchi", "J Biernat", "J. Bloms", "A. Bortone", "I. Boyko", "R. A. Briere", "H. Cai", "X. Cai", "A. Calcaterra", "G. F. Cao", "N. Cao", "S. A. Cetin", "J. F. Chang", "W. L. Chang", "G. Chelkov", "D. Y. Chen", "G. Chen", "H. S. Chen", "M. L. Chen", "S. J. Chen", "X. R. Chen", "Y. B. Chen", "Z. J Chen", "W. S. Cheng", "G. Cibinetto", "F. Cossio", "X. F. Cui", "H. L. Dai", "X. C. Dai", "A. Dbeyssi", "R. E. de Boer", "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", "X. Dong", "S. X. Du", "Y. L. Fan", "J. Fang", "S. S. Fang", "Y. Fang", "R. Farinelli", "L. Fava", "F. Feldbauer", "G. Felici", "C. Q. Feng", "M. Fritsch", "C. D. Fu", "Y. Gao", "Y. Gao", "Y. Gao", "Y. G. Gao", "I. Garzia", "P. T. Ge", "C. Geng", "E. M. Gersabeck", "A. Gilman", "K. Goetzen", "L. Gong", "W. X. Gong", "W. Gradl", "M. Greco", "L. M. Gu", "M. H. Gu", "S. Gu", "Y. T. Gu", "C. Y Guan", "A. Q. Guo", "L. B. Guo", "R. P. Guo", "Y. P. Guo", "A. Guskov", "T. T. Han", "W. Y. Han", "X. Q. Hao", "F. A. Harris", "K. L. He", "F. H. Heinsius", "C. H. Heinz", "T. Held", "Y. K. Heng", "C. Herold", "M. Himmelreich", "T. Holtmann", "Y. R. Hou", "Z. L. Hou", "H. M. Hu", "J. F. Hu", "T. Hu", "Y. Hu", "G. S. Huang", "L. Q. Huang", "X. T. Huang", "Y. P. Huang", "Z. Huang", "N. Huesken", "T. Hussain", "W. Ikegami Andersson", "W. Imoehl", "M. Irshad", "S. Jaeger", "S. Janchiv", "Q. Ji", "Q. P. Ji", "X. B. Ji", "X. L. Ji", "H. B. Jiang", "X. S. Jiang", "J. B. Jiao", "Z. Jiao", "S. Jin", "Y. Jin", "T. Johansson", "N. Kalantar-Nayestanaki", "X. S. Kang", "R. Kappert", "M. Kavatsyuk", "B. C. Ke", "I. K. Keshk", "A. Khoukaz", "P. Kiese", "R. Kiuchi", "R. Kliemt", "L. Koch", "O. B. Kolcu", "B. Kopf", "M. Kuemmel", "M. Kuessner", "A. Kupsc", "M. G. Kurth", "W. Kühn", "J. J. Lane", "J. S. Lange", "P. Larin", "A. Lavania", "L. Lavezzi", "Z. H. Lei", "H. Leithoff", "M. Lellmann", "T. Lenz", "C. Li", "C. H. Li", "Cheng Li", "D. M. Li", "F. Li", "G. Li", "H. Li", "H. Li", "H. B. Li", "H. J. Li", "J. L. Li", "J. Q. Li", "Ke Li", "L. K. Li", "Lei Li", "P. R. Li", "S. Y. Li", "W. D. Li", "W. G. Li", "X. H. Li", "X. L. Li", "Z. Y. Li", "H. Liang", "H. Liang", "H. Liang", "Y. F. Liang", "Y. T. Liang", "L. Z. Liao", "J. Libby", "C. X. Lin", "B. J. Liu", "C. X. Liu", "D. Liu", "F. H. Liu", "Fang Liu", "Feng 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", "M. H. Liu", "P. L. Liu", "Q. Liu", "Q. Liu", "S. B. Liu", "Shuai Liu", "T. Liu", "W. M. Liu", "X. Liu", "Y. Liu", "Y. B. Liu", "Z. A. Liu", "Z. Q. Liu", "X. C. Lou", "F. X. Lu", "H. J. Lu", "J. D. Lu", "J. G. Lu", "X. L. Lu", "Y. Lu", "Y. P. Lu", "C. L. Luo", "M. X. Luo", "P. W. Luo", "T. Luo", "X. L. Luo", "S. Lusso", "X. R. Lyu", "F. C. Ma", "H. L. Ma", "L. L. Ma", "M. M. Ma", "Q. M. Ma", "R. Q. Ma", "R. T. Ma", "X. X. Ma", "X. Y. Ma", "F. E. Maas", "M. Maggiora", "S. Maldaner", "S. Malde", "Q. A. Malik", "A. Mangoni", "Y. J. Mao", "Z. P. Mao", "S. Marcello", "Z. X. Meng", "J. G. Messchendorp", "G. Mezzadri", "T. J. Min", "R. E. Mitchell", "X. H. Mo", "Y. J. Mo", "N. Yu. Muchnoi", "H. Muramatsu", "S. Nakhoul", "Y. Nefedov", "F. Nerling", "I. B. Nikolaev", "Z. Ning", "S. Nisar", "S. L. Olsen", "Q. Ouyang", "S. Pacetti", "X. Pan", "Y. Pan", "A. Pathak", "P. Patteri", "M. Pelizaeus", "H. P. Peng", "K. Peters", "J. Pettersson", "J. L. Ping", "R. G. Ping", "R. Poling", "V. Prasad", "H. Qi", "H. R. Qi", "K. H. Qi", "M. Qi", "T. Y. Qi", "T. Y. Qi", "S. Qian", "W. -B. Qian", "Z. Qian", "C. F. Qiao", "L. Q. Qin", "X. S. Qin", "Z. H. Qin", "J. F. Qiu", "S. Q. Qu", "K. H. Rashid", "K. Ravindran", "C. F. Redmer", "A. Rivetti", "V. Rodin", "M. Rolo", "G. Rong", "Ch. Rosner", "M. Rump", "H. S. Sang", "A. Sarantsev", "Y. Schelhaas", "C. Schnier", "K. Schoenning", "M. Scodeggio", "D. C. Shan", "W. Shan", "X. Y. Shan", "J. F. Shangguan", "M. Shao", "C. P. Shen", "P. X. Shen", "X. Y. Shen", "H. C. Shi", "R. S. Shi", "X. Shi", "X. D Shi", "W. M. Song", "Y. X. Song", "S. Sosio", "S. Spataro", "K. X. Su", "P. P. Su", "F. F. Sui", "G. X. Sun", "H. K. Sun", "J. F. Sun", "L. Sun", "S. S. Sun", "T. Sun", "W. Y. Sun", "W. Y. Sun", "X Sun", "Y. J. Sun", "Y. K. Sun", "Y. Z. Sun", "Z. T. Sun", "Y. H. Tan", "Y. X. Tan", "C. J. Tang", "G. Y. Tang", "J. Tang", "J. X. Teng", "V. Thoren", "I. Uman", "B. Wang", "C. W. Wang", "D. Y. Wang", "H. J. Wang", "H. P. Wang", "K. Wang", "L. L. Wang", "M. Wang", "M. Z. Wang", "Meng Wang", "W. H. 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", "Y. Y. Wang", "Z. Wang", "Z. Y. Wang", "Ziyi Wang", "Zongyuan Wang", "D. H. Wei", "P. Weidenkaff", "F. Weidner", "S. P. Wen", "D. J. White", "U. Wiedner", "G. Wilkinson", "M. Wolke", "L. Wollenberg", "J. F. Wu", "L. H. Wu", "L. J. Wu", "X. Wu", "Z. Wu", "L. Xia", "H. Xiao", "S. Y. Xiao", "Z. J. Xiao", "X. H. Xie", "Y. G. Xie", "Y. H. Xie", "T. Y. Xing", "G. F. Xu", "Q. J. Xu", "W. Xu", "X. P. Xu", "F. Yan", "L. Yan", "W. B. Yan", "W. C. Yan", "Xu Yan", "H. J. Yang", "H. X. Yang", "L. Yang", "S. L. Yang", "Y. X. Yang", "Yifan Yang", "Zhi Yang", "M. Ye", "M. H. Ye", "J. H. Yin", "Z. Y. You", "B. X. Yu", "C. X. Yu", "G. Yu", "J. S. Yu", "T. Yu", "C. Z. Yuan", "L. Yuan", "X. Q. Yuan", "Y. Yuan", "Z. Y. Yuan", "C. X. Yue", "A. Yuncu", "A. A. Zafar", "Y. Zeng", "B. X. Zhang", "Guangyi Zhang", "H. Zhang", "H. 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", "Jianyu Zhang", "Jiawei Zhang", "Lei Zhang", "S. Zhang", "S. F. Zhang", "Shulei Zhang", "X. D. Zhang", "X. Y. Zhang", "Y. Zhang", "Y. H. Zhang", "Y. T. Zhang", "Yan Zhang", "Yao Zhang", "Yi Zhang", "Z. H. Zhang", "Z. Y. Zhang", "G. Zhao", "J. Zhao", "J. Y. Zhao", "J. Z. Zhao", "Lei Zhao", "Ling Zhao", "M. G. Zhao", "Q. Zhao", "S. J. Zhao", "Y. B. Zhao", "Y. X. Zhao", "Z. G. Zhao", "A. Zhemchugov", "B. Zheng", "J. P. Zheng", "Y. Zheng", "Y. H. Zheng", "B. Zhong", "C. Zhong", "L. P. Zhou", "Q. Zhou", "X. Zhou", "X. K. Zhou", "X. R. Zhou", "A. N. Zhu", "J. Zhu", "K. Zhu", "K. J. Zhu", "S. H. Zhu", "T. J. Zhu", "W. J. Zhu", "W. J. Zhu", "X. L. Zhu", "Y. C. Zhu", "Z. A. Zhu", "B. S. Zou", "J. H. Zou Top" ], "comment": "17 pages, 8 figures, submitted for publication to PRD", "categories": [ "hep-ex" ], "abstract": "We study $\\eta_{\\rm c}$ production at center-of-mass energies $\\sqrt{s}$ from 4.18 to 4.60 GeV in $e^+e^-$ annihilation data collected with the BESIII detector operating at the BEPCII storage ring, corresponding to 7.3 fb$^{-1}$ of integrated luminosity. We measure the cross sections of the three different exclusive reactions $e^+e^-\\rightarrow \\eta_{\\rm c}\\pi^+ \\pi^-\\pi^0$, $e^+e^- \\rightarrow \\eta_{\\rm c}\\pi^+ \\pi^-$, and $e^+e^- \\rightarrow \\eta_{\\rm c}\\pi^0\\gamma$. We find significant $\\eta_{\\rm c}$ production in $e^+e^-\\rightarrow \\eta_{\\rm c}\\pi^+ \\pi^-\\pi^0$ at $\\sqrt{s}$ of 4.23 GeV and 4.26 GeV and observe a significant energy-dependent Born cross section that we measure to be consistent with the production via the intermediate $Y(4260)$ resonance. In addition, we perform a search for a charmonium-like $Z_{\\rm c}$ state close to the $D\\bar{D}$ threshold that decays to $\\eta_{\\rm c}\\pi$, involving ground state charmonium, and observe no signal. Corresponding upper limits on the cross section of $\\eta_{\\rm c}$ and $Z_{\\rm c}$ production are provided, where the yields are not found to be significant.", "revisions": [ { "version": "v1", "updated": "2020-10-27T16:24:15.000Z" } ], "analyses": { "keywords": [ "state close", "gev decaying", "significant energy-dependent born cross section", "production", "measurements" ], "note": { "typesetting": "TeX", "pages": 17, "language": "en", "license": "arXiv", "status": "editable" } } }