Search for new decay modes of the ψ2(3823) and the process e+e−→π0π0ψ2(3823)

Ablikim, M.; Achasov, M.  N.; Adlarson, P.; Ahmed, S.; Albrecht, M.; Aliberti, R.; Amoroso, A.; M.  R., An; An, Q.; Bai, X.  H.; Bai, Y.; Bakina, O.; Ferroli, R. Baldini; Balossino, I.; Ban, Y.; Begzsuren, K.; Berger, N.; Bertani, M.; Bettoni, D.; Bianchi, F.; Bloms, J.; Bortone, A.; Boyko, I.; Briere, R.  A.; Cai, H.; Cai, X.; Calcaterra, A.; Cao, G.  F.; Cao, N.; Cetin, S.  A.; Chang, J.  F.; Chang, W.  L.; Chelkov, G.; Chen, D.  Y.; Chen, G.; Chen, H.  S.; Chen, M.  L.; Chen, S.  J.; Chen, X.  R.; Chen, Y.  B.; Chen, Z.  J.; Cheng, W.  S.; Cibinetto, G.; Cossio, F.; Cui, X.  F.; Dai, H.  L.; Dai, X.  C.; Dbeyssi, A.; de Boer, R.  E.; 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.; Dong, X.; S.  X., Du; Fan, Y.  L.; Fang, J.; Fang, S.  S.; Fang, Y.; Farinelli, R.; Fava, L.; Feldbauer, F.; Felici, G.; Feng, C.  Q.; Feng, J.  H.; Fritsch, M.; C.  D., Fu; Gao, Y.; Gao, Y.; Gao, Y.; Gao, Y.  G.; Garzia, I.; P.  T., Ge; Geng, C.; Gersabeck, E.  M.; Gilman, A.; Goetzen, K.; Gong, L.; Gong, W.  X.; Gradl, W.; Greco, M.; L.  M., Gu; M.  H., Gu; Gu, S.; Y.  T., Gu; Guan, C.  Y.; Guo, A.  Q.; Guo, L.  B.; Guo, R.  P.; Guo, Y.  P.; Guskov, A.; Han, T.  T.; Han, W.  Y.; Hao, X.  Q.; Harris, F.  A.; Hüsken, N.; K.  L., He; Heinsius, F.  H.; Heinz, C.  H.; Held, T.; Heng, Y.  K.; Herold, C.; Himmelreich, M.; Holtmann, T.; Hou, Y.  R.; Hou, Z.  L.; H.  M., Hu; J.  F., Hu; Hu, T.; Hu, Y.; Huang, G.  S.; Huang, L.  Q.; Huang, X.  T.; Huang, Y.  P.; Huang, Z.; Hussain, T.; Andersson, W. Ikegami; Imoehl, W.; Irshad, M.; Jaeger, S.; Janchiv, S.; Ji, Q.; Q.  P., Ji; X.  B., Ji; X.  L., Ji; Y.  Y., Ji; Jiang, H.  B.; Jiang, X.  S.; Jiao, J.  B.; Jiao, Z.; Jin, S.; Jin, Y.; Johansson, T.; Kalantar-Nayestanaki, N.; Kang, X.  S.; Kappert, R.; Kavatsyuk, M.; B.  C., Ke; Keshk, I.  K.; Khoukaz, A.; Kiese, P.; Kiuchi, R.; Kliemt, R.; Koch, L.; Kolcu, O.  B.; Kopf, B.; Kuemmel, M.; Kuessner, M.; Kupsc, A.; Kurth, M.  G.; Kühn, W.; Lane, J.  J.; Lange, J.  S.; Larin, P.; Lavania, A.; Lavezzi, L.; Lei, Z.  H.; Leithoff, H.; Lellmann, M.; Lenz, T.; Li, C.; C.  H., Li; Cheng, Li; D.  M., Li; Li, F.; Li, G.; Li, H.; Li, H.; H.  B., Li; H.  J., Li; H.  J., Li; J.  L., Li; J.  Q., Li; J.  S., 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; Xiaoyu, Li; Z.  Y., Li; Liang, H.; Liang, H.; Liang, H.; Liang, Y.  F.; Liang, Y.  T.; Liao, G.  R.; Liao, L.  Z.; Libby, J.; Lin, C.  X.; Liu, 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.; Lou, X.  C.; F.  X., Lu; F.  X., Lu; H.  J., Lu; J.  D., Lu; J.  G., Lu; X.  L., Lu; Lu, Y.; Y.  P., Lu; Luo, C.  L.; Luo, M.  X.; Luo, P.  W.; Luo, T.; Luo, X.  L.; Lusso, S.; Lyu, X.  R.; 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; Maas, F.  E.; Maggiora, M.; Maldaner, S.; Malde, S.; Malik, Q.  A.; Mangoni, A.; Mao, Y.  J.; Mao, Z.  P.; Marcello, S.; Meng, Z.  X.; Messchendorp, J.  G.; Mezzadri, G.; Min, T.  J.; Mitchell, R.  E.; X.  H., Mo; Y.  J., Mo; Muchnoi, N.  Yu.; Muramatsu, H.; Nakhoul, S.; Nefedov, Y.; Nerling, F.; Nikolaev, I.  B.; Ning, Z.; Nisar, S.; Olsen, S.  L.; Ouyang, Q.; Pacetti, S.; Pan, X.; Pan, Y.; Pathak, A.; Patteri, P.; Pelizaeus, M.; Peng, H.  P.; Peters, K.; Pettersson, J.; Ping, J.  L.; Ping, R.  G.; Poling, R.; Prasad, V.; Qi, H.; H.  R., Qi; K.  H., Qi; Qi, M.; T.  Y., Qi; T.  Y., Qi; Qian, S.; Qian, W.  B.; Qian, Z.; Qiao, C.  F.; Qin, L.  Q.; Qin, X.  P.; Qin, X.  S.; Qin, Z.  H.; Qiu, J.  F.; S.  Q., Qu; Rashid, K.  H.; Ravindran, K.; Redmer, C.  F.; Rivetti, A.; Rodin, V.; Rolo, M.; Rong, G.; Rosner, Ch.; Rump, M.; Sang, H.  S.; Sarantsev, A.; Schelhaas, Y.; Schnier, C.; Schoenning, K.; Scodeggio, M.; Shan, D.  C.; Shan, W.; Shan, X.  Y.; Shangguan, J.  F.; Shao, M.; Shen, C.  P.; Shen, P.  X.; Shen, X.  Y.; Shi, H.  C.; Shi, R.  S.; Shi, X.; Shi, X.  D.; Song, J.  J.; Song, W.  M.; Song, Y.  X.; Sosio, S.; Spataro, S.; K.  X., Su; P.  P., Su; Sui, F.  F.; Sun, 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.; Tan, Y.  H.; Tan, Y.  X.; Tang, C.  J.; Tang, G.  Y.; Tang, J.; Teng, J.  X.; Thoren, V.; Tian, Y.  T.; Uman, I.; Wang, 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.; 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; Wei, D.  H.; Weidenkaff, P.; Weidner, F.; Wen, S.  P.; White, D.  J.; Wiedner, U.; Wilkinson, G.; Wolke, M.; Wollenberg, L.; J.  F., Wu; L.  H., Wu; L.  J., Wu; Wu, X.; Wu, Z.; Xia, L.; Xiao, H.; Xiao, S.  Y.; Xiao, Z.  J.; Xie, X.  H.; Xie, Y.  G.; Xie, Y.  H.; Xing, T.  Y.; G.  F., Xu; Q.  J., Xu; Xu, W.; X.  P., Xu; Y.  C., Xu; Yan, F.; Yan, L.; Yan, W.  B.; Yan, W.  C.; Yan, Xu; Yang, H.  J.; Yang, H.  X.; Yang, L.; Yang, S.  L.; Yang, Y.  X.; Yang, Yifan; Yang, Zhi; Ye, M.; M.  H., Ye; Yin, J.  H.; You, Z.  Y.; B.  X., Yu; C.  X., Yu; Yu, G.; J.  S., Yu; Yu, T.; Yuan, C.  Z.; Yuan, L.; Yuan, X.  Q.; Yuan, Y.; Yuan, Z.  Y.; Yue, C.  X.; Yuncu, A.; Zafar, A.  A.; Zeng, Y.; Zhang, 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, L.  M.; Zhang, L.  Q.; 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.; Zhao, 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.; Zhemchugov, A.; Zheng, B.; Zheng, J.  P.; Zheng, Y.; Zheng, Y.  H.; Zhong, B.; Zhong, C.; Zhou, L.  P.; Zhou, Q.; Zhou, X.; Zhou, X.  K.; Zhou, X.  R.; Zhou, X.  Y.; Zhu, A.  N.; Zhu, J.; Zhu, K.; Zhu, K.  J.; Zhu, S.  H.; Zhu, T.  J.; Zhu, W.  J.; Zhu, W.  J.; Zhu, Y.  C.; Zhu, Z.  A.; Zou, B.  S.; Zou, J.  H.

doi:10.1103/PhysRevD.103.L091102

The decays ψ2(3823)→γχc0,1,2, π+π-J/ψ, π0π0J/ψ, ηJ/ψ, and π0J/ψ are searched for using the reaction e+e-→π+π-ψ2(3823) in a 19 fb-1 data sample collected at center-of-mass energies between 4.1 and 4.7 GeV with the BESIII detector. The process ψ2(3823)→γχc1 is observed in a 9 fb-1 data sample in the center-of-mass energy range 4.3-4.7 GeV, which confirms a previous observation but with a higher significance of 11.8σ, and evidence for ψ2(3823)→γχc2 is found with a significance of 3.2σ for the first time. The branching-fraction ratio B(ψ2(3823)→γχc2)B(ψ2(3823)→γχc1) is determined. No significant ψ2(3823) signals are observed for any of the other decay channels. Upper limits of branching-fraction ratios for ψ2(3823)→π+π-J/ψ, π0π0J/ψ, ηJ/ψ, π0J/ψ, γχc0 relative to ψ2(3823)→γχc1 are reported. The process e+e-→π0π0ψ2(3823) is also searched for, and we find evidence for the process with a significance of 4.3σ. The average cross-section ratio σ(e+e-→π0π0ψ2(3823))σ(e+e-→π+π-ψ2(3823)) is also determined