Search for a light exotic particle in J / ψ radiative decays

作者：M. Ablikim, M. N. Achasov, D. Ambrose, F. F. An, Q. An, Z. H. An, J. Z. Bai, Y. Ban, J. A. Becker, N. Berger, M. B. Bertani, J. M. Bian, E. Boger, O. Bondarenko, I. Boyko, R. A. Briere, V. Bytev, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, J. F. Chang, G. Chelkov, G. Chen, H. S. Chen, J. C. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, Y. Chen, Y. B. Chen, H. P. Cheng, Y. P. Chu, D. Cronin-Hennessy, H. L. Dai, J. P. Dai, D. Dedovich, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denysenko, M. Destefanis, W. M. Ding, Y. Ding, L. Y. Dong, M. Y. Dong, S. X. Du, J. Fang, S. S. Fang, L. Fava, F. Feldbauer, C. Q. Feng, R. Baldini Ferroli, C. D. Fu, J. Fu, Y. Gao, C. Geng, K. Goetzen, W. X. Gong, W. Gradl, M. Greco, M. H. Gu, Y. T. Gu, Y. Guan, A. Q. Guo, L. B. Guo, Y. P. Guo, Y. L. Han, X. Q. Hao, F. A. Harris, K. L. He, M. He, Z. Y. He, T. Held, Y. K. Heng, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, T. Hu, Bin Huang, J. F. Hu, J. S. Huang, X. T. Huang, Y. Huang, T. Hussain, C. S. Ji, Q. P. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Lu Jia, Lijun Jiang, X. S. Jiang, J. B. Jiao, Z. Jiao, D. P. Jin, S. Jin, F. Jing, N. Kalantar-Nayestanaki, M. Kavatsyuk, W. Kuehn, W. Lai, J. S. Lange, J. K. C. Leung, C. H. Li, Cheng Li, Cui Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, J. C. Li, Ke Li, Lei Li, Na Li, Q. J. Li, S. L. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. L. Li, X. N. Li, X. Q. Li, X. R. Li, Zhibing Li, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, X. T. Liao, B. J. Liu, B. J. Liu, C. L. Liu, C. X. Liu, F. H. Liu, F. H. Liu, Fang Liu, Feng Liu, Haibo Liu, H. B. Liu, H. H. Liu, H. M. Liu, H. W. Liu, J. P. Liu, K. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, S. B. Liu, X. Liu, X. H. Liu, Y. B. Liu, Yong Liu, Z. A. Liu, Zhi‐Qiang Liu, Zhiqing Liu, H. Loehner, G. R. Lu, H. Lu, J. G. Lu, Q. W. Lu, Xiaogang Lu, Y. P. Lu, C. L. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, Man‐Zi Lv, C. L., F. C., H. L. Ma, Q. M., S. Ma, T. Ma, X. Y., Yue Ma, F. E. Maas, M. Maggiora, Q. A. Malik, H. S. Mao, Y. J. Mao, Z. P. Mao, J. G. Messchendorp, Jie Min, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, C. Morales Morales, C. Motzko, N. Yu. Muchnoi, Y. Nefedov, I. B. Nikolaev, Z. Ning, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, J. W. Park, M. Pelizaeus, Κ. Peters, J. L. Ping, R. G. Ping, R. Poling, E. Prencipe, C. S. J. Pun, M. Qi, S. Qian, C. F. Qiao, X. S. Qin, Y. Qin, Z. H. Qin, Jichuan Qiu, K. H. Rashid, G. Rong, X. D. Ruan, A. Sarantsev, Julian Schulze, M. Shao, Chun Shen, X. Y. Shen, H. Y. Sheng, M. R. Shepherd, X. Y. Song, S. Spataro, B. Spruck, D. H. Sun, G. X. Sun, J. F. Sun, S. S. Sun, Xiao-Dong Sun, Y. J. Sun, Yujing Sun, Zhi‐Yuan Sun, Z. T. Sun, C. J. Tang, X. Tang, E. H. Thorndike, H. L. Tian, D. Toth, Markus Ulrich, G. Varner, B. Wang, Bo Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. S. Wang, Meng Wang, P. Wang, P. L. Wang, Q. Wang, Q. J. Wang, S. G. Wang, X. F. Wang, Xiaogang Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. Q. Wang, Z. Wang, Z. G. Wang, Z. Y. Wang, D. H. Wei, P. Weidenkaff, Q. G. Wen, S. P. Wen, M. Werner, U. Wiedner, L. H. Wu, N. Wu, S.X. Wu, W. Wu, Z. Wu, L. G. Xia, Z. J. Xiao, Y. G. Xie, Q. L. Xiu, G. F. Xu, G. Xu, H. Xu, Q. J. Xu, X. P. Xu, Y. Xu, Z. R. Xu, Fei Xue, Z. Xue, L. Yan, W. B. Yan, Yuhao Yan, H. X. Yang, T. Yang, Y. Yang, Y. X. Yang, H. Ye, M. Ye, M. H. Ye, B. X. Yu, C. X. Yu, J. S. Yu, S. P. Yu, C. Z. Yuan, W. L. Yuan, Y. Yuan, A. A. Zafar, A. Zallo, Y. Zeng, B. X. Zhang, B. Y. Zhang, H. H. Zhang, D. H. Zhang, H. H. Zhang, H. Y. Zhang, J. Zhang, J. Q. Zhang, J. W. Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, L. Zhang, S. H. Zhang, T. R. Zhang, X. J. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Y. H. Zhang, Y. S. Zhang, Z. P. Zhang, Z. Y. Zhang, Gang Zhao, H. S. Zhao, J. Y. Zhao, K. X. Zhao, Lei Zhao, Q. Zhao, Q. Zhao, Q. Zhao, Sheng Zhao, T. C. Zhao, X. Zhao, Y. B. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, J. P. Zheng, Y. H. Zheng, Z. P. Zheng, B. Zhong, J. Zhong, L. Zhou, X. K. Zhou, Xiaohong Zhou, C. Zhu, K. J. Zhu, K. J. Zhu, S. H. Zhu, Xiaoyu Zhu, X. W. Zhu, Y. M. Zhu, Y. S. Zhu, Z. A. Zhu, J. Zhuang, B. S. Zou, J. H. Zou, J. X. Zuo · 发表于：Physical review. D. Particles, fields, gravitation, and cosmology/Physical review. D. Particles and fields · 年份：2012 · DOI：10.1103/physrevd.85.092012 · 被引用次数：38 · 研究领域：Particle physics theoretical and experimental studies、Dark Matter and Cosmic Phenomena、Quantum Chromodynamics and Particle Interactions

Using a data sample containing $1.06\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{8}$ ${\ensuremath{\psi}}^{\ensuremath{'}}$ events collected with the BESIII detector at the BEPCII electron-positron collider, we search for a light exotic particle $X$ in the process ${\ensuremath{\psi}}^{\ensuremath{'}}\ensuremath{\rightarrow}{\ensuremath{\pi}}^{+}{\ensuremath{\pi}}^{\ensuremath{-}}J/\ensuremath{\psi}$, $J/\ensuremath{\psi}\ensuremath{\rightarrow}\ensuremath{\gamma}X$, $X\ensuremath{\rightarrow}{\ensuremath{\mu}}^{+}{\ensuremath{\mu}}^{\ensuremath{-}}$. This light particle $X$ could be a Higgs-like boson ${A}^{0}$, a spin-1 $U$ boson, or a pseudoscalar sgoldstino particle. In this analysis, we find no evidence for any ${\ensuremath{\mu}}^{+}{\ensuremath{\mu}}^{\ensuremath{-}}$ mass peak between the mass threshold and $3.0\text{ }\text{ }\mathrm{GeV}/{c}^{2}$. We set 90%-confidence-level upper limits on the product-branching fractions for $J/\ensuremath{\psi}\ensuremath{\rightarrow}\ensuremath{\gamma}{A}^{0}$, ${A}^{0}\ensuremath{\rightarrow}{\ensuremath{\mu}}^{+}{\ensuremath{\mu}}^{\ensuremath{-}}$ which range from $4\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}7}$ to $2.1\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}5}$, depending on the mass of ${A}^{0}$, for $M({A}^{0})<3.0\text{ }\text{ }\mathrm{GeV}/{c}^{2}$. Only one event is seen in the mass region below $255\text{ }\text{ }\mathrm{MeV}/{c}^{2}$, and this has a ${\ensuremath{\mu}}^{+}{\ensuremath{\mu}}^{\e...