# Precision measurement of the branching fractions of $\eta^\prime$ decays

**Authors:** 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, D. W. Bennett, J. V. Bennett, N. Berger, M. Bertani, D. Bettoni,, F. Bianchi, E. Boger, I. Boyko, R. A. Briere, H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra,, G. F. Cao, S. A. Cetin, J. Chai, J. F. Chang, W. L. Chang, G. Chelkov, G., Chen, H. S. Chen, J. C. Chen, M. L. Chen, P. L. Chen, S. J. Chen, X. R. Chen,, Y. B. Chen, W. Cheng, X. K. Chu, G. Cibinetto, F. Cossio, H. L. Dai, J. P., 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, P. F. Duan, 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, Q. Gao, X. L. 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, Y. T. Gu, A. Q. Guo, L. B. Guo, R. P. Guo, Y. P. Guo, A. Guskov, Z., Haddadi, S. Han, X. Q. Hao, F. A. Harris, K. L. He, F. H. Heinsius, T. Held,, Y. K. Heng, 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, Z. L. Huang, 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, 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, W., K\"uhn, J. S. Lange, P. Larin, L. Lavezzi, S. Leiber, H. Leithoff, 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, K. J. Li, Kang Li, Ke Li, L. K. Li, Lei Li, P. L. Li, P. R. Li, Q. Y., Li, T. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. L. Li, X. N. Li, X. Q. Li, Z. B. Li, H., Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, L. Z. Liao, J. Libby, C. X. Lin,, D. X. 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. L. Liu, H. M. Liu, Huanhuan Liu, Huihui Liu, J., B. Liu, J. Y. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, L. D. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, X. Liu,, Y. B. Liu, Z. A. Liu, Zhiqing Liu, Y. F. Long, X. C. Lou, H. J. 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. 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, X. Y. Niu,, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, Y. Pan, M. Papenbrock, P. Patteri, M., Pelizaeus, J. Pellegrino, H. P. Peng, Z. Y. Peng, K. Peters, J. Pettersson,, J. L. Ping, R. G. Ping, A. Pitka, R. Poling, V. Prasad, H. R. Qi, M. Qi, T., Y. Qi, S. Qian, C. F. Qiao, N. 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, 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, J. J., Song, W. M. 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, M. Tiemens,, B. Tsednee, I. Uman, B. Wang, B. L. Wang, C. W. Wang, D. Wang, D. Y. Wang, H., H. Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. S. Wang, M. Wang, Meng Wang, P. Wang, P. L., Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, Y. Wang, Y. F. Wang, Y. Q. Wang, Z. Wang, Z. G., Wang, Z. Y. Wang, Zongyuan Wang, T. Weber, D. H. Wei, P. Weidenkaff, S. P., Wen, U. Wiedner, M. Wolke, L. H. Wu, L. J. Wu, Z. Wu, L. Xia, X. Xia, Y. Xia,, D. Xiao, Y. J. Xiao, Z. J. Xiao, Y. G. Xie, Y. H. Xie, X. A. Xiong, Q. L., Xiu, G. F. Xu, J. J. Xu, L. Xu, Q. J. 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, 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, W. J. Zheng, Y. H., Zheng, B. Zhong, L. Zhou, Q. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y., Zhou, Xiaoyu Zhou, Xu Zhou, A. N. Zhu, J. Zhu, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, S., Zhu, S. H. Zhu, X. L. Zhu, Y. C. Zhu, Y. S. Zhu, Z. A. Zhu, J. Zhuang, B. S., Zou, J. H. Zou

arXiv: 1902.03823 · 2019-04-17

## TL;DR

This paper reports precise measurements of the absolute branching fractions of the $	ext{J/}	ext{psi}$ and $	ext{eta}^	ext{' }$ decays, providing the first independent determinations of the $	ext{eta}^	ext{' }$ decay channels using a large data sample from BESIII.

## Contribution

First independent measurements of the $	ext{eta}^	ext{' }$ decay branching fractions using $J/	ext{psi}$ radiative decays with conversion photon analysis.

## Key findings

- Measured $	ext{J/}	ext{psi} ightarrow 	ext{gamma} 	ext{eta}^	ext{' }$ branching fraction as $(5.27	extpm0.03	extpm0.05)	imes 10^{-3}$.
- Determined five dominant $	ext{eta}^	ext{' }$ decay branching fractions with high precision.
-  Provided new data for $	ext{eta}^	ext{' }$ decay channels for theoretical and experimental studies.

## Abstract

Based on a sample of $(1310.6 \pm 7.0) \times 10^6~J/\psi$ events collected with the BESIII detector, we present measurements of $J/\psi$ and $\eta^\prime$ absolute branching fractions using the process $J/\psi\rightarrow\gamma\eta^\prime$. By analyzing events where the radiative photon converts into an $e^+e^-$ pair, the branching fraction for $J/\psi \rightarrow \gamma \eta^\prime$ is measured to be $(5.27\pm0.03\pm0.05)\times 10^{-3}$. The absolute branching fractions of the five dominant decay channels of the $\eta^\prime$ are then measured independently for the first time and are determined to be $\mathcal{B}(\eta^\prime \rightarrow \gamma \pi^{+} \pi^{-})$ = (29.90$\pm$0.03$\pm$0.55)%, $\mathcal{B}(\eta^\prime \rightarrow \eta \pi^{+} \pi^{-})$ = (41.24$\pm$0.08$\pm$1.24)%, $\mathcal{B}(\eta^\prime \rightarrow \eta \pi^{0} \pi^{0})$ = (21.36$\pm$0.10$\pm$0.92)%, $\mathcal{B}(\eta^\prime \rightarrow \gamma \omega)$ = (2.489$\pm$0.018$\pm$0.074)%, and $\mathcal{B}(\eta^\prime \rightarrow \gamma \gamma)$ = (2.331$\pm$0.012$\pm$0.035)%, where the first uncertainties are statistical and the second systematic.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1902.03823/full.md

## Figures

19 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1902.03823/full.md

## References

34 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1902.03823/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1902.03823