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. 2025 Aug 15;135(7):071901.
doi: 10.1103/ljnf-4jfr.

Observation of Three Resonant Structures in the Cross Section of e^{+}e^{-}→π^{+}π^{-}h_{c}

M Ablikim  1 , M N Achasov  2 , P Adlarson  3 , X C Ai  4 , R Aliberti  5 , A Amoroso  6   7 , Q An  8   9 , Y Bai  10 , O Bakina  11 , Y Ban  12 , H-R Bao  13 , V Batozskaya  1   14 , K Begzsuren  15 , N Berger  5 , M Berlowski  14 , M Bertani  16 , D Bettoni  17 , F Bianchi  6   7 , E Bianco  6   7 , A Bortone  6   7 , I Boyko  11 , R A Briere  18 , A Brueggemann  19 , H Cai  20 , M H Cai  21 , X Cai  1   8 , A Calcaterra  16 , G F Cao  1   13 , N Cao  1   13 , S A Cetin  22 , X Y Chai  12 , J F Chang  1   8 , G R Che  23 , Y Z Che  1   8   13 , C H Chen  24 , Chao Chen  25 , G Chen  1 , H S Chen  1   13 , H Y Chen  26 , M L Chen  1   8   13 , S J Chen  27 , S L Chen  28 , S M Chen  29 , T Chen  1   13 , X R Chen  30   13 , X T Chen  1   13 , X Y Chen  31 , Y B Chen  1   8 , Y Q Chen  32 , Y Q Chen  33 , Z J Chen  34 , Z K Chen  35 , S K Choi  36 , X Chu  31 , G Cibinetto  17 , F Cossio  7 , J Cottee-Meldrum  37 , J J Cui  38 , H L Dai  1   8 , J P Dai  39 , A Dbeyssi  40 , R E de Boer  41 , D Dedovich  11 , C Q Deng  42 , Z Y Deng  1 , A Denig  5 , I Denysenko  11 , M Destefanis  6   7 , F De Mori  6   7 , B Ding  1   43 , X X Ding  12 , Y Ding  33 , Y Ding  44 , Y X Ding  45 , J Dong  1   8 , L Y Dong  1   13 , M Y Dong  1   8   13 , X Dong  20 , M C Du  1 , S X Du  4 , S X Du  31 , Y Y Duan  25 , P Egorov  11 , G F Fan  27 , J J Fan  46 , Y H Fan  28 , J Fang  35 , J Fang  1   8 , S S Fang  1   13 , W X Fang  1 , Y Q Fang  1   8 , R Farinelli  17 , L Fava  47   7 , F Feldbauer  41 , G Felici  16 , C Q Feng  8   9 , J H Feng  32 , L Feng  21 , Q X Feng  21 , Y T Feng  8   9 , M Fritsch  41 , C D Fu  1 , J L Fu  13 , Y W Fu  1   13 , H Gao  13 , X B Gao  48 , Y Gao  8   9 , Y N Gao  12 , Y N Gao  46 , Y Y Gao  45 , S Garbolino  7 , I Garzia  17   49 , P T Ge  46 , Z W Ge  27 , C Geng  35 , E M Gersabeck  50 , A Gilman  51 , K Goetzen  52 , J D Gong  33 , L Gong  44 , W X Gong  1   8 , W Gradl  5 , S Gramigna  17   49 , M Greco  6   7 , M H Gu  1   8 , Y T Gu  53 , C Y Guan  1   13 , A Q Guo  30 , L B Guo  48 , M J Guo  38 , R P Guo  54 , Y P Guo  31 , A Guskov  11 , J Gutierrez  55 , K L Han  13 , T T Han  1 , F Hanisch  41 , K D Hao  8   9 , X Q Hao  46 , F A Harris  56 , K K He  25 , K L He  1   13 , F H Heinsius  41 , C H Heinz  5 , Y K Heng  1   8   13 , C Herold  57 , P C Hong  33 , G Y Hou  1   13 , X T Hou  1   13 , Y R Hou  13 , Z L Hou  1 , H M Hu  1   13 , J F Hu  58 , Q P Hu  8   9 , S L Hu  31 , T Hu  1   8   13 , Y Hu  1 , Z M Hu  35 , G S Huang  8   9 , K X Huang  35 , L Q Huang  30   13 , P Huang  27 , X T Huang  38 , Y P Huang  1 , Y S Huang  35 , T Hussain  59 , N Hüsken  5 , N In der Wiesche  19 , J Jackson  55 , Q Ji  1 , Q P Ji  46 , W Ji  1   13 , X B Ji  1   13 , X L Ji  1   8 , Y Y Ji  38 , Z K Jia  8   9 , D Jiang  1   13 , H B Jiang  20 , P C Jiang  12 , S J Jiang  24 , T J Jiang  60 , X S Jiang  1   8   13 , Y Jiang  13 , J B Jiao  38 , J K Jiao  33 , Z Jiao  61 , S Jin  27 , Y Jin  43 , M Q Jing  1   13 , X M Jing  13 , T Johansson  3 , S Kabana  62 , N Kalantar-Nayestanaki  63 , X L Kang  24 , X S Kang  44 , M Kavatsyuk  63 , B C Ke  4 , V Khachatryan  55 , A Khoukaz  19 , R Kiuchi  1 , O B Kolcu  22 , B Kopf  41 , M Kuessner  41 , X Kui  1   13 , N Kumar  64 , A Kupsc  14   3 , W Kühn  65 , Q Lan  42 , W N Lan  46 , T T Lei  8   9 , M Lellmann  5 , T Lenz  5 , C Li  23 , C Li  66 , C Li  8   9 , C H Li  67 , C K Li  26 , D M Li  4 , F Li  1   8 , G Li  1 , H B Li  1   13 , H J Li  46 , H N Li  58 , Hui Li  23 , J R Li  29 , J S Li  35 , K Li  1 , K L Li  46 , K L Li  21 , L J Li  1   13 , Lei Li  68 , M H Li  23 , M R Li  1   13 , P L Li  13 , P R Li  21 , Q M Li  1   13 , Q X Li  38 , R Li  69   30 , S X Li  31 , T Li  38 , T Y Li  23 , W D Li  1   13 , W G Li  1 , X Li  1   13 , X H Li  8   9 , X L Li  38 , X Y Li  1   70 , X Z Li  35 , Y Li  46 , Y G Li  12 , Y P Li  33 , Z J Li  35 , Z Y Li  39 , H Liang  8   9 , Y F Liang  71 , Y T Liang  30   13 , G R Liao  72 , L B Liao  35 , M H Liao  35 , Y P Liao  1   13 , J Libby  64 , A Limphirat  57 , C C Lin  25 , D X Lin  30   13 , L Q Lin  67 , T Lin  1 , B J Liu  1 , B X Liu  20 , C Liu  33 , C X Liu  1 , F Liu  1 , F H Liu  73 , Feng Liu  74 , G M Liu  58 , H Liu  21 , H B Liu  53 , H H Liu  1 , H M Liu  1   13 , Huihui Liu  75 , J B Liu  8   9 , J J Liu  26 , K Liu  42 , K Liu  21 , K Y Liu  44 , Ke Liu  76 , L C Liu  23 , Lu Liu  23 , M H Liu  31 , P L Liu  1 , Q Liu  13 , S B Liu  8   9 , T Liu  31 , W K Liu  23 , W M Liu  8   9 , W T Liu  67 , X Liu  67 , X Liu  21 , X K Liu  21 , X Y Liu  20 , Y Liu  4 , Y Liu  4 , Y Liu  21 , Y B Liu  23 , Z A Liu  1   8   13 , Z D Liu  24 , Z Q Liu  38 , X C Lou  1   8   13 , F X Lu  35 , H J Lu  61 , J G Lu  1   8 , X L Lu  32 , Y Lu  77 , Y H Lu  1   13 , Y P Lu  1   8 , Z H Lu  1   13 , C L Luo  48 , J R Luo  35 , J S Luo  1   13 , M X Luo  78 , T Luo  31 , X L Luo  1   8 , Z Y Lv  76 , X R Lyu  13 , Y F Lyu  23 , Y H Lyu  4 , F C Ma  44 , H L Ma  1 , J L Ma  1   13 , L L Ma  38 , L R Ma  43 , Q M Ma  1 , R Q Ma  1   13 , R Y Ma  46 , T Ma  8   9 , X T Ma  1   13 , X Y Ma  1   8 , Y M Ma  30 , F E Maas  40 , I MacKay  51 , M Maggiora  6   7 , S Malde  51 , Q A Malik  59 , H X Mao  21 , Y J Mao  12 , Z P Mao  1 , S Marcello  6   7 , A Marshall  37 , F M Melendi  17   49 , Y H Meng  13 , Z X Meng  43 , G Mezzadri  17 , H Miao  1   13 , T J Min  27 , R E Mitchell  55 , X H Mo  1   8   13 , B Moses  55 , N Yu Muchnoi  2 , J Muskalla  5 , Y Nefedov  11 , F Nerling  40 , L S Nie  26 , I B Nikolaev  2 , Z Ning  1   8 , S Nisar  79 , Q L Niu  21 , W D Niu  31 , C Normand  37 , S L Olsen  36   13 , Q Ouyang  1   8   13 , S Pacetti  80   81 , X Pan  25 , Y Pan  10 , A Pathak  36 , Y P Pei  8   9 , M Pelizaeus  41 , H P Peng  8   9 , X J Peng  21 , Y Y Peng  21 , K Peters  52 , K Petridis  37 , J L Ping  48 , R G Ping  1   13 , S Plura  5 , V Prasad  62 , V Prasad  33 , F Z Qi  1 , H R Qi  29 , M Qi  27 , S Qian  1   8 , W B Qian  13 , C F Qiao  13 , J H Qiao  46 , J J Qin  42 , J L Qin  25 , L Q Qin  72 , L Y Qin  8   9 , P B Qin  42 , X P Qin  31 , X S Qin  38 , Z H Qin  1   8 , J F Qiu  1 , Z H Qu  42 , J Rademacker  37 , C F Redmer  5 , A Rivetti  7 , M Rolo  7 , G Rong  1   13 , S S Rong  1   13 , F Rosini  80   81 , Ch Rosner  40 , M Q Ruan  1   8 , N Salone  14 , A Sarantsev  11 , Y Schelhaas  5 , K Schoenning  3 , M Scodeggio  17 , K Y Shan  31 , W Shan  82 , X Y Shan  8   9 , Z J Shang  21 , J F Shangguan  60 , L G Shao  1   13 , M Shao  8   9 , C P Shen  31 , H F Shen  1   70 , W H Shen  13 , X Y Shen  1   13 , B A Shi  13 , H Shi  8   9 , J L Shi  31 , J Y Shi  1 , S Y Shi  42 , X Shi  1   8 , H L Song  8   9 , J J Song  46 , T Z Song  35 , W M Song  33 , Y J Song  31 , Y X Song  12 , S Sosio  6   7 , S Spataro  6   7 , F Stieler  5 , S S Su  44 , Y J Su  13 , G B Sun  20 , G X Sun  1 , H Sun  13 , H K Sun  1 , J F Sun  46 , K Sun  29 , L Sun  20 , S S Sun  1   13 , T Sun  83 , Y C Sun  20 , Y H Sun  45 , Y J Sun  8   9 , Y Z Sun  1 , Z Q Sun  1   13 , Z T Sun  38 , C J Tang  71 , G Y Tang  1 , J Tang  35 , J J Tang  8   9 , L F Tang  67 , Y A Tang  20 , L Y Tao  42 , M Tat  51 , J X Teng  8   9 , J Y Tian  8   9 , W H Tian  35 , Y Tian  30 , Z F Tian  20 , I Uman  84 , B Wang  1 , B Wang  35 , Bo Wang  8   9 , C Wang  21 , C Wang  46 , Cong Wang  76 , D Y Wang  12 , H J Wang  21 , J J Wang  20 , K Wang  1   8 , L L Wang  1 , L W Wang  33 , M Wang  38 , M Wang  8   9 , N Y Wang  13 , S Wang  31 , T Wang  31 , T J Wang  23 , W Wang  35 , W Wang  42 , W P Wang  5   8   9 , X Wang  12 , X F Wang  21 , X J Wang  67 , X L Wang  31 , X N Wang  1 , Y Wang  29 , Y D Wang  28 , Y F Wang  1   8   13 , Y H Wang  21 , Y J Wang  8   9 , Y L Wang  46 , Y N Wang  20 , Y Q Wang  1 , Yaqian Wang  69 , Yi Wang  29 , Yuan Wang  69   30 , Z Wang  1   8 , Z L Wang  42 , Z L Wang  85 , Z Q Wang  31 , Z Y Wang  1   13 , D H Wei  72 , H R Wei  23 , F Weidner  19 , S P Wen  1 , Y R Wen  67 , U Wiedner  41 , G Wilkinson  51 , M Wolke  3 , C Wu  67 , J F Wu  1   70 , L H Wu  1 , L J Wu  46 , L J Wu  1   13 , Lianjie Wu  46 , S G Wu  1   13 , S M Wu  13 , X Wu  31 , X H Wu  33 , Y J Wu  30 , Z Wu  1   8 , L Xia  8   9 , X M Xian  67 , B H Xiang  1   13 , D Xiao  21 , G Y Xiao  27 , H Xiao  42 , Y L Xiao  31 , Z J Xiao  48 , C Xie  27 , K J Xie  1   13 , X H Xie  12 , Y Xie  38 , Y G Xie  1   8 , Y H Xie  74 , Z P Xie  8   9 , T Y Xing  1   13 , C F Xu  1   13 , C J Xu  35 , G F Xu  1 , H Y Xu  85   43 , H Y Xu  85 , M Xu  8   9 , Q J Xu  60 , Q N Xu  45 , T D Xu  42 , W Xu  1 , W L Xu  43 , X P Xu  25 , Y Xu  44 , Y Xu  31 , Y C Xu  86 , Z S Xu  13 , F Yan  31 , H Y Yan  67 , L Yan  31 , W B Yan  8   9 , W C Yan  4 , W H Yan  74 , W P Yan  46 , X Q Yan  1   13 , H J Yang  83 , H L Yang  33 , H X Yang  1 , J H Yang  27 , R J Yang  46 , T Yang  1 , Y Yang  31 , Y F Yang  23 , Y H Yang  27 , Y Q Yang  24 , Y X Yang  1   13 , Y Z Yang  46 , M Ye  1   8 , M H Ye  70 , Z J Ye  58 , Junhao Yin  23 , Z Y You  35 , B X Yu  1   8   13 , C X Yu  23 , G Yu  52 , J S Yu  34 , L Q Yu  31 , M C Yu  44 , T Yu  42 , X D Yu  12 , Y C Yu  4 , C Z Yuan  1   13 , H Yuan  1   13 , J Yuan  33 , J Yuan  28 , L Yuan  85 , S C Yuan  1   13 , X Q Yuan  1 , Y Yuan  1   13 , Z Y Yuan  35 , C X Yue  67 , Ying Yue  46 , A A Zafar  59 , S H Zeng  37 , X Zeng  31 , Y Zeng  34 , Y J Zeng  35 , Y J Zeng  1   13 , X Y Zhai  33 , Y H Zhan  35 , A Q Zhang  1   13 , B L Zhang  1   13 , B X Zhang  1 , D H Zhang  23 , G Y Zhang  1   13 , G Y Zhang  46 , H Zhang  8   9 , H Zhang  4 , H C Zhang  1   8   13 , H H Zhang  35 , H Q Zhang  1   8   13 , H R Zhang  8   9 , H Y Zhang  1   8 , J Zhang  35 , J Zhang  4 , J J Zhang  87 , J L Zhang  26 , J Q Zhang  48 , J S Zhang  31 , J W Zhang  1   8   13 , J X Zhang  21 , J Y Zhang  1 , J Z Zhang  1   13 , Jianyu Zhang  13 , L M Zhang  29 , Lei Zhang  27 , N Zhang  4 , P Zhang  1   70 , Q Zhang  46 , Q Y Zhang  33 , R Y Zhang  21 , S H Zhang  1   13 , Shulei Zhang  34 , X M Zhang  1 , X Y Zhang  44 , X Y Zhang  38 , Y Zhang  1 , Y Zhang  42 , Y T Zhang  4 , Y H Zhang  1   8 , Y M Zhang  67 , Y P Zhang  8   9 , Z D Zhang  1 , Z H Zhang  1 , Z L Zhang  33 , Z L Zhang  25 , Z X Zhang  46 , Z Y Zhang  20 , Z Y Zhang  23 , Z Z Zhang  28 , Zh Zh Zhang  46 , G Zhao  1 , J Y Zhao  1   13 , J Z Zhao  1   8 , L Zhao  8   9 , L Zhao  1 , M G Zhao  23 , N Zhao  39 , R P Zhao  13 , S J Zhao  4 , Y B Zhao  1   8 , Y L Zhao  25 , Y X Zhao  30   13 , Z G Zhao  8   9 , A Zhemchugov  11 , B Zheng  42 , B M Zheng  33 , J P Zheng  1   8 , W J Zheng  1   13 , X R Zheng  46 , Y H Zheng  13 , B Zhong  48 , C Zhong  46 , H Zhou  5   38 , J Q Zhou  33 , J Y Zhou  33 , S Zhou  74 , X Zhou  20 , X K Zhou  74 , X R Zhou  8   9 , X Y Zhou  67 , Y X Zhou  86 , Y Z Zhou  31 , A N Zhu  13 , J Zhu  23 , K Zhu  1 , K J Zhu  1   8   13 , K S Zhu  31 , L Zhu  33 , L X Zhu  13 , S H Zhu  88 , T J Zhu  31 , W D Zhu  31 , W D Zhu  48 , W J Zhu  1 , W Z Zhu  46 , Y C Zhu  8   9 , Z A Zhu  1   13 , X Y Zhuang  23 , J H Zou  1 , J Zu  8   9 ; BESIII Collaboration
Affiliations

Observation of Three Resonant Structures in the Cross Section of e^{+}e^{-}→π^{+}π^{-}h_{c}

M Ablikim et al. Phys Rev Lett. .

Abstract

Using e^{+}e^{-} collision data collected with the BESIII detector operating at the Beijing electron positron collider, the cross section of e^{+}e^{-}→π^{+}π^{-}h_{c} is measured at 59 points with center-of-mass energy sqrt[s] ranging from 4.009 to 4.950 GeV with a total integrated luminosity of 22.2 fb^{-1}. The cross section between 4.3 and 4.45 GeV exhibits a plateaulike shape and drops sharply around 4.5 GeV, which cannot be described by two resonances only. Three coherent Breit-Wigner functions are used to parametrize the sqrt[s]-dependent cross section line shape. The masses and widths are determined to be M_{1}=(4223.6_{-3.7-2.9}^{+3.6+2.6}) MeV/c^{2}, Γ_{1}=(58.5_{-11.4-6.5}^{+10.8+6.7}) MeV, M_{2}=(4327.4_{-18.8-9.3}^{+20.1+10.7}) MeV/c^{2}, Γ_{2}=(244.1_{-27.1-18.3}^{+34.0+24.2}) MeV, and M_{3}=(4467.4_{-5.4-2.7}^{+7.2+3.2}) MeV/c^{2}, and Γ_{3}=(62.8_{-14.4-7.0}^{+19.2+9.9}) MeV. The first uncertainties are statistical and the second are systematic. The inclusion of the relatively narrower third component proves crucial for reproducing the drop at around 4.5 GeV. The statistical significance of the three-resonance assumption over the two-resonance assumption is greater than 5σ.

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