Observation of e+e−→π0π0hc and a Neutral Charmoniumlike Structure Zc(4020)0

Ablikim, M.; Achasov, M. N.; X. C., Ai; Albayrak, O.; Albrecht, M.; Ambrose, D. J.; Amoroso, A.; F. F., An; An, Q.; Bai, J. Z.; Baldini Ferroli, R.; Ban, Y.; Bennett, D. W.; Bennett, J. V.; Bertani, M.; Bettoni, D.; Bian, A. J. M.; Bianchi, F.; Boger, E.; Bondarenko, O.; Boyko, I.; Briere, R. A.; Cai, H.; Cai, X.; Cakir, O.; Calcaterra, A. A.; Cao, G. F.; Cetin, S. A.; Chang, B. J. F.; Chelkov, G.; Chen, G.; Chen, H. S.; Chen, H. Y.; Chen, J. C.; Chen, M. L.; Chen, S. J.; Chen, X.; Chen, X. R.; Chen, Y. B.; Cheng, H. P.; Chu, X. K.; Chu, Y. P.; Cibinetto, G.; Cronin-hennessy, D.; Dai, H. L.; Dai, J. P.; Dedovich, D.; Deng, Z. Y.; Denig, A.; Denysenko, I.; Destefanis, M.; De Mori, F.; Ding, Y.; Dong, C.; Dong, J.; Dong, L. Y.; Dong, M. Y.; S. X., Du; Duan, P. F.; Fan, J. Z.; Fang, J.; Fang, S. S.; Fang, X.; Fang, Y.; Fava, L.; Feldbauer, F.; Felici, G.; Feng, C. Q.; Fioravanti, E.; A. C. D., Fu; Gao, Q.; Gao, Y.; Garzia, I.; Goetzen, A. K.; Gong, W. X.; Gradl, W.; Greco, M.; M. H., Gu; Y. T., Gu; Guan, Y. H.; Guo, A. Q.; Guo, L. B.; Guo, T.; Guo, Y.; Guo, Y. P.; Haddadi, Z.; Hafner, A.; Han, S.; Han, Y. L.; Harris, F. A.; K. L., He; Z. Y., He; Held, T.; Heng, Y. K.; Hou, Z. L.; Hu, C.; H. M., Hu; J. F., Hu; Hu, T.; Hu, Y.; Huang, G. M.; Huang, G. S.; Huang, H. P.; Huang, J. S.; Huang, X. T.; Huang, Y.; Hussain, T.; Ji, Q.; Q. P., Ji; X. B., Ji; X. L., Ji; Jiang, L. L.; Jiang, L. W.; Jiang, X. S.; Jiao, J. B.; Jiao, Z.; Jin, D. P.; Jin, S.; Johansson, T.; Julin, A.; Kalantar-nayestanaki, N.; Kang, X. L.; Kang, X. S.; Kavatsyuk, M.; B. C., Ke; Kliemt, R.; Kloss, B.; Kolcu, O. B.; Kopf, B.; Kornicer, M.; Kuehn, W.; Kupsc, A.; Lai, W.; Lange, J. S.; Lara, M.; Larin, P.; Leyhe, M.; Cheng, Li; D. M., Li; Li, F.; Li, G.; H. B., Li; J. C., Li; Jin, Li; Li, K.; Li, K.; Q. J., Li; Li, T.; W. D., Li; W. G., Li; X. L., Li; X. M., Li; X. N., Li; X. Q., Li; Z. B., Li; Liang, H.; Liang, Y. F.; Liang, Y. T.; Liao, G. R.; Lin, D. X.; Liu, B. J.; Liu, C. L.; Liu, C. X.; Liu, F. H.; Liu, Fang; Liu, Feng; Liu, H. B.; Liu, H. H.; Liu, H. H.; Liu, H. M.; Liu, J.; Liu, J. P.; Liu, J. Y.; Liu, K.; Liu, K. Y.; Liu, L. D.; Liu, Q.; Liu, S. B.; Liu, X.; Liu, X. X.; Liu, Y. B.; Liu, Z. A.; Liu, Zhiqiang; Liu, Zhiqing; Loehner, H.; Lou, X. C.; H. J., Lu; J. G., Lu; R. Q., Lu; Lu, Y.; Y. P., Lu; Luo, C. L.; Luo, M. X.; Luo, T.; Luo, X. L.; Lv, M.; Lyu, X. R.; F. C., Ma; H. L., Ma; Q. M., Ma; Ma, S.; Ma, T.; X. N., Ma; X. Y., Ma; Maas, F. E.; Maggiora, M.; Malik, Q. A.; Mao, Y. J.; Mao, Z. P.; Marcello, S.; Messchendorp, J. G.; Min, J.; Min, T. J.; Mitchell, R. E.; X. H., Mo; Y. J., Mo; Moeini, H.; Morales Morales, C.; Moriya, K.; Muchnoi, N. Y. U.; Muramatsu, H.; Nefedov, Y.; Nerling, F.; Nikolaev, I. B.; Ning, Z.; Nisar, S.; Niu, S. L.; Niu, X. Y.; Olsen, S. L.; Ouyang, Q.; Pacetti, S.; Patteri, P.; Pelizaeus, M.; Peng, H. P.; Peters, K.; Ping, J. L.; Ping, R. G.; Poling, R.; Y. N., Pu; Qi, M.; Qian, S.; Qiao, C. F.; Qin, L. Q.; Qin, N.; Qin, X. S.; Qin, Y.; Qin, Z. H.; Qiu, J. F.; Rashid, K. H.; Redmer, C. F.; Ren, H. L.; Ripka, M.; Rong, G.; Ruan, X. D.; Santoro, V.; Sarantsev, A.; Savriã©, M.; Schoenning, K.; Schumann, S.; Shan, W.; Shao, M.; Shen, C. P.; Shen, P. X.; Shen, X. Y.; Sheng, H. Y.; Shepherd, M. R.; Song, W. M.; Song, X. Y.; Sosio, S.; Spataro, S.; Spruck, B.; Sun, G. X.; Sun, J. F.; Sun, S. S.; Sun, Y. J.; Sun, Y. Z.; Sun, Z. J.; Sun, Z. T.; Tang, C. J.; Tang, X.; Tapan, I.; Thorndike, C. E. H.; Tiemens, M.; Toth, D.; Ullrich, M.; Uman, I.; Varner, G. S.; Wang, B.; Wang, B. L.; Wang, D.; Wang, D. Y.; Wang, K.; Wang, L. L.; Wang, L. S.; Wang, M.; Wang, P.; Wang, P. L.; Wang, Q. J.; Wang, S. G.; Wang, W.; Wang, X. F.; Wang, Y. D.; Wang, A. Y. F.; Wang, Y. Q.; Wang, Z.; Wang, Z. G.; Wang, Z. H.; Wang, Z. Y.; Wei, D. H.; Wei, J. B.; Weidenkaff, P.; Wen, S. P.; Wiedner, U.; Wolke, M.; L. H., Wu; Wu, Z.; Xia, L. G.; Xia, Y.; Xiao, D.; Xiao, Z. J.; Xie, Y. G.; Xiu, Q. L.; G. F., Xu; Xu, L.; Q. J., Xu; Q. N., Xu; X. P., Xu; Xue, Z.; Yan, L.; Yan, W. B.; Yan, W. C.; Yan, Y. H.; Yang, H. X.; Yang, L.; Yang, Y.; Yang, Y. X.; Ye, H.; Ye, M.; M. H., Ye; Yin, J. H.; B. X., Yu; C. X., Yu; H. W., Yu; J. S., Yu; Yuan, C. Z.; Yuan, W. L.; Yuan, Y.; Yuncu, A.; Zafar, A. A.; Zallo, A.; Zeng, Y.; Zhang, B. X.; Zhang, B. Y.; Zhang, C.; Zhang, C. C.; Zhang, D. H.; Zhang, H. H.; Zhang, H. T.; Zhang, H. Y.; Zhang, J. J.; Zhang, J. L.; Zhang, J. Q.; Zhang, J. W.; Zhang, J. Y.; Zhang, J. Z.; Zhang, K.; Zhang, L.; Zhang, S. H.; Zhang, X. J.; Zhang, X. Y.; Zhang, Y.; Zhang, Y. H.; Zhang, Z. H.; Zhang, Z. P.; Zhang, Z. Y.; Zhao, G.; Zhao, J. W.; Zhao, J. Y.; Zhao, J. Z.; Zhao, Lei; Zhao, Ling; Zhao, M. G.; Zhao, Q.; Zhao, Q. W.; Zhao, S. J.; Zhao, T. C.; Zhao, Y. B.; Zhao, Z. G.; Zhemchugov, A.; Zheng, B.; Zheng, J. P.; Zheng, Y. H.; Zhong, B.; Zhou, L.; Zhou, Li; Zhou, X.; Zhou, X. K.; Zhou, X. R.; Zhou, X. Y.; Zhu, K.; Zhu, K. J.; Zhu, S.; Zhu, X. L.; Zhu, Y. C.; Zhu, Y. S.; Zhu, Z. A.; Zhuang, J.; Zou, B. S.; Zou, J. H.

doi:10.1103/PhysRevLett.113.212002

Using data collected with the BESIII detector operating at the Beijing Electron Positron Collider at center-of-mass energies of sqrt(s)=4.23, 4.26, and 4.36 GeV, we observe e+e-→π0π0hc for the first time. The Born cross sections are measured and found to be about half of those of e+e-→π+π-hc within less than 2σ. In the π0hc mass spectrum, a structure at 4.02 GeV/c2 is found. It is most likely to be the neutral isospin partner of the Zc(4020)± observed in the process of e+e-→π+π-hc being found. A fit to the π0hc invariant mass spectrum, with the width of the Zc(4020)0 fixed to that of its charged isospin partner and possible interferences with non-Zc(4020)0 amplitudes neglected, gives a mass of (4023.9±2.2±3.8) MeV/c2 for the Zc(4020)0, where the first error is statistical and the second systematic.