Improved measurement of the branching fractions for $J/\psi\to\gamma\pi^0$, $\gamma\eta$ and $\gamma\eta^\prime$

/ Authors

B. C. M. Ablikim, M. Achasov, P. Adlarson, X. Ai, R. Aliberti, A. Amoroso, M. An, Q. An, Y. Bai, O. Bakina

and 490 more authors

I. Balossino, Y. Ban, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berłowski, M. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. Briere, A. Brueggemann, H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. Cao, N. Cao, S. Çetin, J. Chang, T. Chang, W. Chang, G. Che, G. Chelkov, C. Chen, Chao Chen, G. Chen, Huifen. Chen, M. Chen, S. Chen, S. Chen, T. Chen, X. Chen, X. Chen, Y. Chen, Y. Chen, Z. Chen, W. Cheng, S. Choi, X. Chu, G. Cibinetto, S. Coen, F. Cossío, J. Cui, H. Dai, J. Dai, A. Dbeyssi, R. Boer, D. Dedovich, Z. Deng, A. Denig, I. Denysenko, M. Destefanis, F. DeMori, B. Ding, X. Ding, Y. Ding, J. Dong, L. Dong, M. Dong, X. Dong, M. Du, S. Du, Z. Duan, P. Egorov, Y. Fan, Y. Fan, J. Fang, S. Fang, W. Fang, Y. Fang, R. Farinelli, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Feng, J. Feng, K. Fischer, M. Fritsch, C. Fritzsch, C. Fu, J. Fu, Y. Fu, H. Gao, Y. Gao, Yan‐Yan Gao, S. Garbolino, I. Garzia, P. Ge, Z. Ge, C. Geng, E. Gersabeck, A. Gilman, K. Goetzen, L. Gong, W. Gong, W. Gradl, S. Gramigna, M. Greco, M. Gu, C. Guan, Z. Guan, A. Guo, L. Guo, M. Guo, R. Guo, Y. Guo, A. Guskov, T. Han, W. Han, X. Hao, F. Harris, K. He, K. He, F. Heinsius, C. H. Heinz, Y. Heng, C. Herold, T. Holtmann, P. Hong, G. Hou, X. Hou, Y. Hou, Z. Hou, H. Hu, J. Hu, T. Hu, Y. Hu, G. S. Huang, K. Huang, L. Huang, X. Huang, Y. Huang, T. Hussain, N. Husken, W. Imoehl, J. Jackson, S. Jaeger, S. Janchiv, J. Jeong, Q. Ji, Q. Ji, X. Ji, X. Ji, Y. Ji, X. Jia, Z. Jia, H. Jiang, P. Jiang, S. Jiang, T. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, J. Jiao, Z. Jiao, S. Jin, Y. Jin, M. Jing, T. Johansson, K. X., S. Kabana, N. Kalantar-Nayestanaki, X. Kang, X. Kang, M. Kavatsyuk, B. Ke, A. Khoukaz, R. Kiuchi, R. Kliemt, O. B. Kolcu, B. Kopf, M. Kuessner, A. Kupsc, W. Kuhn, J. J. Lane, P. Larin, A. Lavania, L. Lavezzi, T. Lei, Z. Lei, H. Leithoff, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. Li, Cheng Li, D. Li, F. Li, G. Li, H. Li, H. Li, H. Li, H. Li, Hui Li, Jiarong Li, J. Li, J. Li, K. Li, Kenneth K. Li, L. Li, L. Li, Lei Li, M. Li, P. Li, Q. Li, S. Li, T. Li, W. Li, W. Li, X. Li, X. Li, Xiaoyu Li, Y. Li, Z. Li, C. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. Liang, G. Liao, L. Liao, Y. Liao, J. Libby, A. Limphirat, D. Lin, T. Lin, B. Liu, B. Liu, C. Liu, C. Liu, F. Liu, F. Liu, Feng. Liu, G. Liu, H. Liu, H. Liu, Huanhuan Liu, Huihui Liu, J. Liu, J. Liu, J. Liu, Li-Yu Daisy Liu, Li-Yu Daisy Liu, Li-Yu Daisy Liu, Li-Yu Daisy Liu, L. Liu, Lusheng Liu, Mengxing Liu, Li-Yu Daisy Liu, Q. Liu, S. Liu, T. Liu, W. Liu, W. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Z. Liu, Z. Liu, X. Lou, F. Lu, H. Lu, J. Lu, X. Lu, Y. Lu, Y. Lu, Z. Lu, Changzhi Luo, M. Luo, T. Luo, X. Luo, X. Lyu, Y. Lyu, F. Ma, H. Ma, J. Ma, L. Ma, M. Ma, Q. Ma, R. Ma, R. Ma, X. Ma, Y. Ma, Y. Ma, F. Maas, M. Maggiora, S. Malde, Q. A. Malik, A. Mangoni, Y. Mao, Z. Mao, S. Marcello, Z. Meng, J. Messchendorp, G. Mezzadri, H. Miao, T. Min, R. Mitchell, X. Mo, N. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, I. Nikolaev, Z. Ning, S. Nisar, Y. Niu, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, P. Patteri, Y. Pei, M. Pelizaeus, H. Peng, K. Peters, J. Ping, R. Ping, S. Plura, S. Pogodin, V. Prasad, F. Z. Qi, H. Qi, H. Qi, M. Qi, T. Qi, S. Qian, W. B. Qian, C. Qiao, J. Qin, L. Qin, X. Qin, X. Qin, Z. Qin, J. Qiu, S. Qu, C. Redmer, K. Ren, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, C. Rosner, S. Ruan, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, K. Schoenning, M. Scodeggio, K. Shan, W. Shan, X. Shan, J. Shangguan, L. Shao, M. Shao, C. Shen, H. Shen, W. Shen, X. Shen, B. Shi, H. Shi, J. Shi, J. Shi, Q. Shi, R. Shi, X. Shi, J. Song, T. Song, W. Song, Y. Song, Y. Song, S. Sosio, S. Spataro, F. Stieler, Y. Su, G. Sun, G. Sun, H. Sun, H. Sun, J. Sun, K. Sun, L. Sun, S. Sun, T. Sun, W. Sun, Y. Sun, Y. Sun, Y. Sun, Z. Sun, Y. Tan, C. Tang, G. Tang, J. Tang, Y. Tang, L. Tao, Q. Tao, M. Tat, J. Teng, V. Thorén, W. Tian, Y. Tian, Z. Tian, I. Uman, S. Wang, B. Wang, B. Wang, Bo Wang, C. Wang, D. Wang, F. Wang, H. Wang, H. Wang, J. Wang, K. Wang, L. Wang, M. Wang, Meng Wang, S. Wang, T. Wang, T. Wang, W. Wang, W. Wang, X. Wang, X. Wang, X. Wang, X. L. Wang, Yu Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Z. Wang, Z. Wang, Z. Wang, Ziyi Wang, D. Wei, D. Wei, F. Weidner, S. Wen, C. Wenzel, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, L. Wollenberg, C. Wu, J. F. Wu, L. Wu, L. Wu, X. Wu, X. Wu, Y. Wu, Y. Wu, Z. Wu, L. Xia, X. Xian, T. Xiang, D. Xiao, G. Xiao, S. Xiao, Y. Xiao, Z. Xiao, C. Xie, X. Xie, Y. Xie, Y. Xie, Y. Xie, Z. Xie, T. Xing, C. Xu, C. Xu, G. Xu, H. Xu, Q. Xu, Q. Xu, W. Xu, W. Xu, X. Xu, Y. Xu, Z. Xu, Zhen Xu, F. Yan, L. Yan, W. Yan, W. Yan, X. Yan, H. Yang

/ Abstract

Using a data sample of $(1.0087\pm 0.0044)\times 10^{10}$ $J/\psi$ events collected with the BESIII detector, the decays of $J/\psi\to\gamma\pi^{0} (\eta, \eta^\prime)\to\gamma\gamma\gamma$ are studied. Newly measured branching fractions are $\mathcal{B}$$(J/\psi\to\gamma\pi^{0})$=$(3.34\pm 0.02\pm 0.09)\times 10^{-5}$, $\mathcal{B}$$(J/\psi\to\gamma\eta)$=$(1.096\pm 0.001\pm0.019)\times 10^{-3}$ and $\mathcal{B}$$(J/\psi\to\gamma\eta^\prime)$=$(5.40\pm 0.01\pm0.11)\times 10^{-3}$, where the first uncertainties are statistical and the second are systematic. These results are consistent with the world average values within two standard deviations. The ratio of partial widths $\Gamma(J/\psi\to\gamma\eta^\prime)/\Gamma(J/\psi\to\gamma\eta)$ is measured to be $4.93 \pm 0.13$. The singlet-octet pseudoscalar mixing angle $\theta_P$ is determined to be $\theta_P = -(22.11 \pm0.26)^\circ$ or $-(19.34 \pm 0.34)^\circ$ with two different phenomenological models.