Journal of High Energy Physics (Jan 2023)

Measurement of two-photon decay width of χ c2(1P) in γγ → χ c2(1P) → J/ψγ at Belle

  • The Belle collaboration,
  • Y. Seino,
  • K. Hayasaka,
  • S. Uehara,
  • I. Adachi,
  • H. Aihara,
  • S. Al Said,
  • D. M. Asner,
  • H. Atmacan,
  • T. Aushev,
  • R. Ayad,
  • V. Babu,
  • S. Bahinipati,
  • P. Behera,
  • K. Belous,
  • J. Bennett,
  • M. Bessner,
  • V. Bhardwaj,
  • B. Bhuyan,
  • T. Bilka,
  • D. Bodrov,
  • G. Bonvicini,
  • J. Borah,
  • A. Bozek,
  • M. Bračko,
  • P. Branchini,
  • T. E. Browder,
  • A. Budano,
  • M. Campajola,
  • D. Červenkov,
  • M.-C. Chang,
  • P. Chang,
  • V. Chekelian,
  • A. Chen,
  • B. G. Cheon,
  • K. Chilikin,
  • H. E. Cho,
  • K. Cho,
  • S.-J. Cho,
  • S.-K. Choi,
  • Y. Choi,
  • S. Choudhury,
  • D. Cinabro,
  • S. Das,
  • G. De Pietro,
  • R. Dhamija,
  • F. Di Capua,
  • J. Dingfelder,
  • Z. Doležal,
  • T. V. Dong,
  • D. Epifanov,
  • T. Ferber,
  • D. Ferlewicz,
  • B. G. Fulsom,
  • R. Garg,
  • V. Gaur,
  • N. Gabyshev,
  • A. Garmash,
  • A. Giri,
  • P. Goldenzweig,
  • E. Graziani,
  • C. Hadjivasiliou,
  • H. Hayashii,
  • W.-S. Hou,
  • C.-L. Hsu,
  • K. Inami,
  • N. Ipsita,
  • A. Ishikawa,
  • R. Itoh,
  • M. Iwasaki,
  • W. W. Jacobs,
  • E.-J. Jang,
  • S. Jia,
  • Y. Jin,
  • K. K. Joo,
  • H. Kakuno,
  • K. H. Kang,
  • G. Karyan,
  • T. Kawasaki,
  • C. Kiesling,
  • C. H. Kim,
  • D. Y. Kim,
  • K.-H. Kim,
  • Y.-K. Kim,
  • P. Kodyš,
  • T. Konno,
  • A. Korobov,
  • S. Korpar,
  • E. Kovalenko,
  • P. Križan,
  • P. Krokovny,
  • M. Kumar,
  • R. Kumar,
  • K. Kumara,
  • T. Lam,
  • J. S. Lange,
  • S. C. Lee,
  • C. H. Li,
  • J. Li,
  • L. K. Li,
  • Y. Li,
  • Y. B. Li,
  • L. Li Gioi,
  • J. Libby,
  • K. Lieret,
  • M. Masuda,
  • T. Matsuda,
  • D. Matvienko,
  • S. K. Maurya,
  • F. Meier,
  • M. Merola,
  • K. Miyabayashi,
  • H. Miyata,
  • R. Mizuk,
  • G. B. Mohanty,
  • M. Mrvar,
  • R. Mussa,
  • M. Nakao,
  • Z. Natkaniec,
  • A. Natochii,
  • L. Nayak,
  • M. Nayak,
  • M. Niiyama,
  • N. K. Nisar,
  • S. Nishida,
  • S. Ogawa,
  • H. Ono,
  • Y. Onuki,
  • P. Oskin,
  • P. Pakhlov,
  • G. Pakhlova,
  • S. Pardi,
  • H. Park,
  • S.-H. Park,
  • S. Patra,
  • S. Paul,
  • T. K. Pedlar,
  • R. Pestotnik,
  • L. E. Piilonen,
  • T. Podobnik,
  • E. Prencipe,
  • M. T. Prim,
  • N. Rout,
  • G. Russo,
  • S. Sandilya,
  • A. Sangal,
  • L. Santelj,
  • T. Sanuki,
  • V. Savinov,
  • G. Schnell,
  • J. Schueler,
  • C. Schwanda,
  • K. Senyo,
  • M. E. Sevior,
  • M. Shapkin,
  • C. Sharma,
  • C. P. Shen,
  • J.-G. Shiu,
  • J. B. Singh,
  • A. Sokolov,
  • E. Solovieva,
  • M. Starič,
  • Z. S. Stottler,
  • J. F. Strube,
  • M. Sumihama,
  • K. Sumisawa,
  • T. Sumiyoshi,
  • M. Takizawa,
  • U. Tamponi,
  • K. Tanida,
  • F. Tenchini,
  • M. Uchida,
  • T. Uglov,
  • Y. Unno,
  • K. Uno,
  • S. Uno,
  • R. van Tonder,
  • G. Varner,
  • A. Vinokurova,
  • E. Waheed,
  • E. Wang,
  • M.-Z. Wang,
  • X. L. Wang,
  • M. Watanabe,
  • S. Watanuki,
  • E. Won,
  • B. D. Yabsley,
  • W. Yan,
  • S. B. Yang,
  • J. H. Yin,
  • C. Z. Yuan,
  • Y. Yusa,
  • Y. Zhai,
  • Z. P. Zhang,
  • V. Zhilich,
  • V. Zhukova,
  • V. Zhulanov

DOI
https://doi.org/10.1007/JHEP01(2023)160
Journal volume & issue
Vol. 2023, no. 1
pp. 1 – 20

Abstract

Read online

Abstract We report the measurement of the two-photon decay width of χ c2(1P) in two-photon processes at the Belle experiment. We analyze the process γγ → χ c2(1P) → J/ψγ, J/ψ → ℓ + ℓ − (ℓ = e or μ) using a data sample of 971 fb −1 collected with the Belle detector at the KEKB e + e − collider. In this analysis, the product of the two-photon decay width of χ c2(1P) and the branching fraction is determined to be Γ γγ χ c 2 1 P B χ c 2 1 P → J / ψγ B J / ψ → ℓ + ℓ − = 14.8 ± 0.3 stat . ± 0.7 syst . $$ {\Gamma}_{\gamma \gamma}\left({\chi}_{c2}(1P)\right)\mathcal{B}\left({\chi}_{c2}(1P)\to J/\psi \gamma \right)\mathcal{B}\left(J/\psi \to {\ell}^{+}{\ell}^{-}\right)=14.8\pm 0.3\left(\textrm{stat}.\right)\pm 0.7\left(\textrm{syst}.\right) $$ eV, which corresponds to Γ γγ (χ c2(1P)) = 653 ± 13(stat.) ± 31(syst.) ± 17(B.R.) eV, where the third uncertainty is from B $$ \mathcal{B} $$ (χ c2(1P) → J/ψγ) and B $$ \mathcal{B} $$ (J/ψ → ℓ + ℓ − ).

Keywords