Search for $\eta_c(2S)\to 2(\pi^+\pi^-)$ and improved measurement of $\chi_{cJ}\to 2(\pi^+\pi^-)$

/ Authors

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

and 490 more authors

I. Balossino, Y. Ban, H. Bao, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berłowski, M. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. Cao, N. Cao, S. Cetin, J. Chang, G. Che, G. Chelkov, C. Chen, C. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, H. Chen, M. L. Chen, S. Chen, S. L. Chen, S. Chen, T. Chen, X. Chen, X. T. Chen, Y. Chen, Y. Chen, Z. Chen, Z. Chen, S. Choi, G. Cibinetto, F. Cossio, J. Cui, H. Dai, J. Dai, A. Dbeyssi, R. D. Boer, D. Dedovich, C. Deng, Z. Deng, A. Denig, I. Denysenko, M. Destefanis, F. Mori, B. Ding, X. Ding, Y. Ding, J. Dong, L. Dong, M. Dong, X. Dong, M. C. Du, S. Du, Y. Duan, Z. Duan, P. Egorov, Y. Fan, J. Fang, S. Fang, W. Fang, Y. Fang, Y. Fang, R. Farinelli, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Feng, J. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. Fu, J. Fu, Y. Fu, H. Gao, X. B. Gao, Y. Gao, Yang Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. Ge, C. Geng, E. Gersabeck, A. Gilman, K. Goetzen, L. Gong, W. Gong, W. Gradl, S. Gramigna, M. Greco, M. Gu, Y. Gu, C. Y. Guan, A. Q. Guo, L. Guo, M. J. Guo, R. Guo, Y. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, K. Han, T. Han, F. Hanisch, X. Hao, F. A. Harris, K. K. He, K. He, F. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, T. Holtmann, P. C. Hong, G. Hou, X. Hou, Y. Hou, Z. Hou, B. Hu, H. Hu, J. Hu, S. L. Hu, T. Hu, Y. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Huang, X. Huang, Y. Huang, Y. S. Huang, T. Hussain, F. Holzken, N. Husken, N. I. D. Wiesche, J. Jackson, S. Janchiv, J. Jeong, Q. Ji, Q. Ji, W. Ji, X. Ji, X. Ji, Y. Ji, X. Jia, Z. Jia, D. Jiang, H. Jiang, P. C. Jiang, S. Jiang, T. J. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, J. Jiao, J. Jiao, Z. Jiao, S. Jin, Y. Jin, M. Jing, X. Jing, T. Johansson, S. Kabana, N. Kalantar-Nayestanaki, X. Kang, X. Kang, M. Kavatsyuk, B. Ke, V. Khachatryan, A. Khoukaz, R. Kiuchi, O. B. Kolcu, B. Kopf, M. Kuessner, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. Kuhn, J. J. Lane, L. Lavezzi, T. Lei, Z. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. Li, Cheng Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. Li, H. Li, H. Li, Hui Li, J. Li, J. S. Li, K. Li, L. Li, L. K. Li, Lei Li, M. H. Li, P. Li, Q. Li, Q. Li, R. Li, S. Li, T. Li, W. D. Li, W. Li, X. Li, X. Li, X. L. Li, X. Li, X. Li, Y. Li, Z. J. Li, Z. Li, C. Liang, H. Liang, Y. Liang, Y. Liang, G. Liao, Y. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. Lin, D. Lin, T. Lin, B. Liu, B. Liu, C. Liu, C. Liu, F. Liu, F. Liu, Feng Liu, G. Liu, H. Liu, H. Liu, H. Liu, H. Liu, Huihui Liu, J. Liu, J. Y. Liu, K. Liu, K. Liu, Ke Liu, L. Liu, L. Liu, Lusheng Liu, M. Liu, P. Liu, Q. Liu, S. Liu, T. Liu, W. Liu, W. M. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Z. A. Liu, Z. Liu, Z. Q. Liu, X. Lou, F. Lu, H. J. Lu, J. Lu, X. Lu, Y. Lu, Y. Lu, Z. H. Lu, C. Luo, J. R. Luo, M. Luo, T. Luo, X. L. Luo, X. Lyu, Y. Lyu, F. Ma, H. Ma, H. Ma, J. L. Ma, L. Ma, L. R. Ma, M. Ma, Q. Ma, R. Ma, T. Ma, X. T. Ma, X. Y. Ma, Y. Ma, Y. Ma, F. Maas, M. Maggiora, S. Malde, Y. Mao, Z. Mao, S. Marcello, Z. Meng, J. Messchendorp, G. Mezzadri, H. Miao, T. Min, R. Mitchell, X. Mo, B. Moses, N. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, L. Nie, I. B. Nikolaev, Z. Ning, S. Nisar, Q. Niu, W. Niu, Y. Niu, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, Y. Pei, M. Pelizaeus, H. Peng, Y. Peng, K. Peters, J. Ping, R. Ping, S. Plura, V. Prasad, F. Qi, H. Qi, H. Qi, M. Qi, T. Qi, S. Qian, Wei Qian, C. Qiao, X. Qiao, J. Qin, L. Qin, L. Qin, X. P. Qin, X. Qin, Z. Qin, J. Qiu, Z. Qu, C. Redmer, K. J. 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, Z. Shang, J. Shangguan, L. Shao, M. Shao, C. Shen, H. F. Shen, W. H. Shen, X. Shen, B. Shi, H. Shi, H. Shi, J. L. Shi, J. Shi, Q. Shi, S. Shi, X. Shi, J. Song, T. Z. Song, W. Song, Y. J. Song, Y. Song, S. Sosio, S. Spataro, F. Stieler, Y. Su, G. Sun, G. X. Sun, H. Sun, H. Sun, J. Sun, K. Sun, L. Sun, S. Sun, T. Sun, W. Sun, Y. Sun, Y. Sun, Y. Sun, Z. Q. Sun, Z. Sun, C. Tang, G. Tang, J. Tang, M. Tang, Y. Tang, L. Tao, Q. T. Tao, M. Tat, J. Teng, V. Thorén, W. Tian, Y. Tian, Z. Tian, I. Uman, Y. Wan, S. Wang, B. Wang, B. Wang, Boqun Wang, D. Wang, F. Wang, H. J. Wang, J. Wang, J. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, M. Wang, N. Wang, S. Wang, T. Wang, T. Wang, W. Wang, W. Wang, X. Wang, X. Wang, X. J. Wang, X. Wang, X. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Q. Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Z. Wang, Z. Wang, Z. Wang, Ziyi Wang, D. Wei, F. Weidner, S. Wen, Y. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, L. Wollenberg, C. Wu, J. Wu, L. Wu, L. J. Wu, X. Wu, X. Wu, Y. Wu, Y. Wu, Y. Wu, Z. Wu, L. Xia, X. M. Xian, B. Xiang, T. Xiang, D. Xiao, G. Xiao, S. Xiao, Y. Xiao, Z. Xiao

/ Abstract

We search for the hadronic decay $\eta_c(2S)\to 2(\pi^+\pi^-)$ in the $\psi(3686)\to\gamma\eta_c(2S)$ radiative decay using $(27.12\pm 0.14)\times 10^8$ $\psi(3686)$ events collected by the BESIII detector at the BEPCII collider. No significant signal is found, and the upper limit of $\mathcal{B}[\psi(3686)\to\gamma\eta_c(2S)]\mathcal{B}[\eta_c(2S)\to 2(\pi^+\pi^-)]$ is determined to be $0.78\times 10^{-6}$ at the 90\% confidence level. Using $\psi(3686)\to\gamma\chi_{cJ}$ transitions, we also measure the branching fractions of $\mathcal{B}[\chi_{cJ(J=0,1,2)}\to 2(\pi^+\pi^-)]$, which are $\mathcal{B}[\chi_{c0}\to 2(\pi^+\pi^-)]=(2.127\pm 0.002~(\mathrm{stat.})\pm 0.101~(\mathrm{syst.}))$\%, $\mathcal{B}[\chi_{c1}\to 2(\pi^+\pi^-)]=(0.685\pm 0.001~(\mathrm{stat.})\pm 0.031~\mathrm{syst.}))$\%, and $\mathcal{B}[\chi_{c2}\to 2(\pi^+\pi^-)]=(1.153\pm 0.001~(\mathrm{stat.})\pm 0.063~(\mathrm{syst.}))$\%.