通过 $e^+e^- \to \gamma D\bar{D}$ 过程发现 charmonium $2P$ 态的潜力

本文研究了通过 $e^+e^-\to \gamma D\bar{D}$ 过程产生 charmonium $2P$ 态的机制，具体考察 $\sqrt{s} = 4.23$ GeV 的能量。以 $e^+e^-\to \gamma X(3872)$ 的测量截面数据为参考，我们计算了 $e^+e^-\to \gamma \chi_{c0}(2P)$ 和 $e^+e^-\to \gamma \chi_{c2}(2P)$ 的截面。由于 $\chi_{c0}(2P)$ 和 $\chi_{c2}(2P)$ 主要衰变为 $D\bar{D}$ 最终状态，我们也预测了 $e^+e^-\to \gamma D\bar{D}$ 过程对应的 $D\bar{D}$ 不变质量谱。我们的结果表明，$e^+e^-\to \gamma D\bar{D}$ 是识别 $\chi_{c0}(2P)$ 和 $\chi_{c2}(2P)$ 状态的理想过程，类似于 $\gamma\gamma\to D\bar{D}$ 和 $B^+\to D^+D^-K^+$ 的过程。这一研究突显了在 BESIII 和 Belle II 实验中发现 charmonium $2P$ 态的潜力。