Belle 实验通过初态辐射测量 $e^+e^- \to \pi^+\pi^-\psi(2S)$

我们报告了基于 Belle 探测器记录的 $980 \rm fb^{-1}$ 数据样本中对初态辐射事件的分析，测量了 4.0 至 $5.5 {\rm GeV}$ 之间 $e^+e^-\to \pi^+\pi^-\psi(2S)$ 的截面。确定了 $Y(4360)$ 和 $Y(4660)$ 态的性质。通过两个相干 Breit-Wigner 函数拟合 $\pi^+\pi^-\psi(2S)$ 的质量谱，我们发现了两个具有相同质量和宽度但与电子 - 正电子对耦合不同的解：$M_{Y(4360)} = (4347\pm 6\pm 3) {\rm MeV}/c^2$，$\Gamma_{Y(4360)} = (103\pm 9\pm 5) {\rm MeV}$，$M_{Y(4660)} = (4652\pm10\pm 8) {\rm MeV}/c^2$，$\Gamma_{Y(4660)} = (68\pm 11\pm 1) \rm MeV$；对于其中一个解，${\cal{B}}[Y(4360)\to \pi^+\pi^-\psi(2S)]\cdot \Gamma_{Y(4360)}^{e^+e^-} = (10.9\pm 0.6\pm 0.7) \rm eV$ 且 ${\cal{B}}[Y(4660)\to \pi^+\pi^-\psi(2S)]\cdot \Gamma_{Y(4660)}^{e^+e^-} = (8.1\pm 1.1\pm 0.5) \rm eV$；对于另一个解，${\cal{B}}[Y(4360)\to \pi^+\pi^-\psi(2S)]\cdot \Gamma_{Y(4360)}^{e^+e^-} = (9.2\pm 0.6\pm 0.6) \rm eV$ 且 ${\cal{B}}[Y(4660)\to \pi^+\pi^-\psi(2S)]\cdot \Gamma_{Y(4660)}^{e^+e^-} = (2.0\pm 0.3\pm 0.2) \rm eV$。此处，第一个误差为统计误差，第二个为系统误差。在 $Y(4360)$ 衰变的 $\pi^{\pm}\psi(2S)$ 中间态中，观测到了 $4.05 {\rm GeV}/c^2$ 处存在带电类粲偶素结构的证据。