发表机构
Hebei University; Hebei Vocational University of Industry and Technology; Harbin Institute of Technology; Northwestern Polytechnical University（河北大学; 河北工业职业技术大学; 哈尔滨工业大学; 西北工业大学）
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本文用瞬时Bethe-Salpeter方法系统研究矢量重夸克偶素到$\chi_{QJ}(1P)$的Dalitz衰变，预言分支比并验证BESIII数据，为重夸克偶素衰变实验提供理论基础。
AI 中文摘要
我们在瞬时Bethe-Salpeter框架内系统地研究了矢量重夸克偶素到$\chi_{QJ}(1P)\ell^+\ell^-$（$Q=c,b$；$J=0,1,2$；$\ell=e,\mu$）的Dalitz衰变。该研究涵盖了$\psi(2S)$、$\psi(1D)$、$\Upsilon(2S)$以及迄今尚未观测到的$\Upsilon(1D)$态。对于$\psi(2S)$电子道，我们的预言与BESIII数据高度一致。我们进一步首次提供了$\psi(1D)$衰变的相对论性预言，其中几个电子道的分支比达到$10^{-5}$量级，这在当前BESIII统计量下是可及的。对于底偶素，$\Upsilon(2S)\to\chi_{bJ}e^+e^-$衰变产生的分支比为$\mathcal{O}(10^{-4})$，表明在Belle~II上具有潜在的可观测性。我们还讨论了缪子道，并仔细处理了运动学约束。我们的结果为未来重夸克偶素Dalitz衰变的实验搜索建立了连贯的理论基础。
英文摘要
We systematically investigate the Dalitz decays of vector heavy quarkonia into $χ_{QJ}(1P)\ell^+\ell^-$ ($Q=c,b$; $J=0,1,2$; $\ell=e,μ$) within the instantaneous Bethe--Salpeter framework. The study covers $ψ(2S)$, $ψ(1D)$, $Υ(2S)$, and the so-far unobserved $Υ(1D)$ states. For $ψ(2S)$ electron channels, our predictions are in excellent agreement with BESIII data. We further provide the first relativistic predictions for $ψ(1D)$ decays, with branching ratios for several electron channels reaching the $10^{-5}$ level, which is accessible at current BESIII statistics. For bottomonium, $Υ(2S)\toχ_{bJ}e^+e^-$ decays yield branching fractions of $\mathcal{O}(10^{-4})$, suggesting potential observability at Belle~II. Muonic channels are also discussed, with kinematic constraints carefully addressed. Our results establish a coherent theoretical basis for future experimental searches for heavy quarkonium Dalitz decays.
Comments22 pages, 5 figures
