# Observation of the decay $X(3872) \to \pi^0 \chi_{c1}(1P)$

**Authors:** BESIII Collaboration: M. Ablikim, M. N. Achasov, S. Ahmed, M., Albrecht, M. Alekseev, A. Amoroso, F. F. An, Q. An, Y. Bai, O. Bakina, R., Baldini Ferroli, Y. Ban, K. Begzsuren, J. V. Bennett, N. Berger, M. Bertani,, D. Bettoni, F. Bianchi, J. Bloms, I. Boyko, R. A. Briere, H. Cai, X. Cai, A., Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, J. Chai, J. F. Chang, W. L., Chang, G. Chelkov, D. Y. Chen, G. Chen, H. S. Chen, J. C. Chen, M. L. Chen,, S. J. Chen, Y. B. Chen, W. Cheng, G. Cibinetto, F. Cossio, X. F. Cui, H. L., Dai, J. P. Dai, X. C. Dai, A. Dbeyssi, D. Dedovich, Z. Y. Deng, A. Denig, I., Denysenko, M. Destefanis, F. De Mori, Y. Ding, C. Dong, J. Dong, L. Y. Dong,, M. Y. Dong, Z. L. Dou, S. X. Du, J. Z. Fan, J. Fang, S. S. Fang, Y. Fang, R., Farinelli, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, M. Fritsch, C. D., Fu, Y. Fu, Q. Gao, X. L. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. G. Gao, Z. Gao, B. Garillon,, I. Garzia, A. Gilman, K. Goetzen, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, M. Greco, L., M. Gu, M. H. Gu, S. Gu, Y. T. Gu, A. Q. Guo, L. B. Guo, R. P. Guo, Y. P. Guo,, A. Guskov, S. Han, X. Q. Hao, F. A. Harris, K. L. He, F. H. Heinsius, T., Held, Y. K. Heng, Y. R. Hou, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, T. Hu, Y. Hu, G., S. Huang, J. S. Huang, X. T. Huang, X. Z. Huang, N. Huesken, T. Hussain, W., Ikegami Andersson, W. Imoehl, M. Irshad, Q. Ji, Q. P. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji,, H. L. Jiang, X. S. Jiang, X. Y. Jiang, J. B. Jiao, Z. Jiao, D. P. Jin, S., Jin, Y. Jin, T. Johansson, N. Kalantar-Nayestanaki, X. S. Kang, R. Kappert,, M. Kavatsyuk, B. C. Ke, I. K. Keshk, T. Khan, A. Khoukaz, P. Kiese, R., Kiuchi, R. Kliemt, L. Koch, O. B. Kolcu, B. Kopf, M. Kuemmel, M. Kuessner, A., Kupsc, M. Kurth, M. G. Kurth, W. K\"uhn, J. S. Lange, P. Larin, L. Lavezzi,, H. Leithoff, T. Lenz, C. Li, Cheng Li, D. M. Li, F. Li, F. Y. Li, G. Li, H., B. Li, H. J. Li, J. C. Li, J. W. Li, Ke Li, L. K. Li, Lei Li, P. L. Li, P. R., Li, Q. Y. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. H. Li, X. L. Li, X. N. Li, X. Q. Li, Z., B. Li, H. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, L. Z. Liao,, J. Libby, C. X. Lin, D. X. Lin, Y. J. Lin, B. Liu, B. J. Liu, C. X. Liu, D., Liu, D. Y. Liu, F. H. Liu, Fang Liu, Feng Liu, H. B. Liu, H. M. Liu, Huanhuan, Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. Y. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, Q. Liu, S. B. Liu,, T. Liu, X. Liu, X. Y. Liu, Y. B. Liu, Z. A. Liu, Zhiqing Liu, Y. F. Long, X., C. Lou, H. J. Lu, J. D. Lu, J. G. Lu, Y. Lu, Y. P. Lu, C. L. Luo, M. X. Luo,, P. W. Luo, T. Luo, X. L. Luo, S. Lusso, X. R. Lyu, F. C. Ma, H. L. Ma, L. L., Ma, M. M. Ma, Q. M. Ma, X. N. Ma, X. X. Ma, X. Y. Ma, Y. M. Ma, F. E. Maas,, M. Maggiora, S. Maldaner, Q. A. Malik, A. Mangoni, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S., Marcello, Z. X. Meng, J. G. Messchendorp, G. Mezzadri, J. Min, T. J. Min, R., E. Mitchell, X. H. Mo, Y. J. Mo, C. Morales Morales, N. Yu. Muchnoi, H., Muramatsu, A. Mustafa, S. Nakhoul, Y. Nefedov, F. Nerling, I. B. Nikolaev, Z., Ning, S. Nisar, S. L. Niu, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, Y. Pan, M., Papenbrock, P. Patteri, M. Pelizaeus, H. P. Peng, K. Peters, J. Pettersson,, J. L. Ping, R. G. Ping, A. Pitka, R. Poling, V. Prasad, M. Qi, T. Y. Qi, S., Qian, C. F. Qiao, N. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, S. Q., Qu, K. H. Rashid, C. F. Redmer, M. Richter, M. Ripka, A. Rivetti, M. Rolo, G., Rong, Ch. Rosner, M. Rump, A. Sarantsev, M. Savri\'e, K. Schoenning, W. Shan,, X. Y. Shan, M. Shao, C. P. Shen, P. X. Shen, X. Y. Shen, H. Y. Sheng, X. Shi,, X. D Shi, J. J. Song, Q. Q. Song, X. Y. Song, S. Sosio, C. Sowa, S. Spataro,, F. F. Sui, G. X. Sun, J. F. Sun, L. Sun, S. S. Sun, X. H. Sun, Y. J. Sun, Y., K Sun, Y. Z. Sun, Z. J. Sun, Z. T. Sun, Y. T Tan, C. J. Tang, G. Y. Tang, X., Tang, V. Thoren, B. Tsednee, I. Uman, B. Wang, B. L. Wang, C. W. Wang, D. Y., Wang, H. H. Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. S. Wang, M. Wang, M. Z. Wang, Meng, Wang, P. Wang, P. L. Wang, R. M. Wang, W. P. Wang, X. Wang, X. F. Wang, Y., Wang, Y. F. Wang, Z. Wang, Z. G. Wang, Z. Y. Wang, Zongyuan Wang, T. Weber,, D. H. Wei, P. Weidenkaff, H. W. Wen, S. P. Wen, U. Wiedner, M. Wolke, L. H., Wu, L. J. Wu, Z. Wu, L. Xia, Y. Xia, S. Y. Xiao, Y. J. Xiao, Z. J. Xiao, Y., G. Xie, Y. H. Xie, T. Y. Xing, X. A. Xiong, Q. L. Xiu, G. F. Xu, J. J. Xu, L., Xu, Q. J. Xu, W. Xu, X. P. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, Y. H., Yan, H. J. Yang, H. X. Yang, L. Yang, R. X. Yang, S. L. Yang, Y. H. Yang, Y., X. Yang, Yifan Yang, Z. Q. Yang, M. Ye, M. H. Ye, J. H. Yin, Z. Y. You, B. X., Yu, C. X. Yu, J. S. Yu, C. Z. Yuan, X. Q. Yuan, Y. Yuan, A. Yuncu, A. A., Zafar, Y. Zeng, B. X. Zhang, B. Y. Zhang, C. C. Zhang, D. H. Zhang, H. H., Zhang, H. Y. Zhang, J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. W. Zhang, J. Y., Zhang, J. Z. Zhang, K. Zhang, L. Zhang, S. F. Zhang, T. J. Zhang, X. Y., Zhang, Y. Zhang, Y. H. Zhang, Y. T. Zhang, Yang Zhang, Yao Zhang, Yu Zhang,, Z. H. Zhang, Z. P. Zhang, Z. Y. Zhang, G. Zhao, J. W. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z., Zhao, Lei Zhao, Ling Zhao, M. G. Zhao, Q. Zhao, S. J. Zhao, T. C. Zhao, Y. B., Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, J. P. Zheng, Y. Zheng, Y. H., Zheng, B. Zhong, L. Zhou, L. P. Zhou, Q. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R., Zhou, Xiaoyu Zhou, Xu Zhou, A. N. Zhu, J. Zhu, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, S., H. Zhu, W. J. Zhu, X. L. Zhu, Y. C. Zhu, Y. S. Zhu, Z. A. Zhu, J. Zhuang, B., S. Zou, J. H. Zou

arXiv: 1901.03992 · 2019-05-29

## TL;DR

This paper reports the first observation of the decay mode $X(3872) 	o ^0 hi_{c1}$, expanding understanding of the $X(3872)$ particle's decay channels using data from the BESIII detector.

## Contribution

It presents the first observation of a new decay mode of $X(3872)$, specifically $X(3872) 	o ^0 hi_{c1}$, with quantitative measurements of its branching ratio relative to known decays.

## Key findings

- First observation of $X(3872) 	o ^0 hi_{c1}$ decay with >5$$ significance.
- Measured ratio of branching fractions: $0.88^{+0.33}_{-0.27}\u00b1 0.10$.
- Upper limits set for decays to $^0 hi_{c0}$ and $^0 hi_{c2}$.

## Abstract

Using a total of $9.0~\mathrm{fb}^{-1}$ of $e^+e^-$ collision data with center-of-mass energies between 4.15 and 4.30 GeV collected by the BESIII detector, we search for the processes $e^+e^-\to \gamma X(3872)$ with $X(3872)\to\pi^0\chi_{cJ}$ for $J=0,1,2$. We report the first observation of $X(3872)\to\pi^{0}\chi_{c1}$, a new decay mode of the $X(3872)$, with a statistical significance of more than 5$\sigma$. Normalizing to the previously established process $e^+e^-\to \gamma X(3872)$ with $X(3872)\to\pi^+\pi^-J/\psi$, we find ${\cal B}(X(3872) \to \pi^0 \chi_{c1})/{\cal B}(X(3872) \to \pi^+\pi^- J/\psi) = 0.88^{+0.33}_{-0.27}\pm0.10$, where the first error is statistical and the second is systematic. We set 90% confidence level upper limits on the corresponding ratios for the decays to $\pi^0\chi_{c0}$ and $\pi^0\chi_{c2}$ of 19 and 1.1, respectively.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1901.03992/full.md

## Figures

11 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1901.03992/full.md

## References

30 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1901.03992/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1901.03992