Search for J/ψ weak decays containing a D meson

Using a sample of about 10 billion <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><a:mi>J</a:mi><a:mo>/</a:mo><a:mi>ψ</a:mi></a:math> events with the BESIII detector, we search for the weak decays of <c:math xmlns:c="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><c:mrow><c:mi>J</c:mi><c:mo>/</c:mo><c:mi>ψ</c:mi><c:mo stretchy="false">→</c:mo><c:msup><c:mrow><c:mover accent="true"><c:mrow><c:mi>D</c:mi></c:mrow><c:mrow><c:mo stretchy="false">¯</c:mo></c:mrow></c:mover></c:mrow><c:mrow><c:mn>0</c:mn></c:mrow></c:msup><c:msup><c:mrow><c:mi>π</c:mi></c:mrow><c:mrow><c:mn>0</c:mn></c:mrow></c:msup><c:mo>+</c:mo><c:mi mathvariant="normal">c</c:mi><c:mo>.</c:mo><c:mi mathvariant="normal">c</c:mi><c:mo>.</c:mo></c:mrow></c:math>, <j:math xmlns:j="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><j:mrow><j:mi>J</j:mi><j:mo>/</j:mo><j:mi>ψ</j:mi><j:mo stretchy="false">→</j:mo><j:msup><j:mrow><j:mover accent="true"><j:mrow><j:mi>D</j:mi></j:mrow><j:mrow><j:mo stretchy="false">¯</j:mo></j:mrow></j:mover></j:mrow><j:mrow><j:mn>0</j:mn></j:mrow></j:msup><j:mi>η</j:mi><j:mo>+</j:mo><j:mi mathvariant="normal">c</j:mi><j:mo>.</j:mo><j:mi mathvariant="normal">c</j:mi><j:mo>.</j:mo></j:mrow></j:math>, <q:math xmlns:q="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><q:mrow><q:mi>J</q:mi><q:mo>/</q:mo><q:mi>ψ</q:mi><q:mo stretchy="false">→</q:mo><q:msup><q:mrow><q:mover accent="true"><q:mrow><q:mi>D</q:mi></q:mrow><q:mrow><q:mo stretchy="false">¯</q:mo></q:mrow></q:mover></q:mrow><q:mrow><q:mn>0</q:mn></q:mrow></q:msup><q:msup><q:mrow><q:mi>ρ</q:mi></q:mrow><q:mrow><q:mn>0</q:mn></q:mrow></q:msup><q:mo>+</q:mo><q:mi mathvariant="normal">c</q:mi><q:mo>.</q:mo><q:mi mathvariant="normal">c</q:mi><q:mo>.</q:mo></q:mrow></q:math>, <x:math xmlns:x="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><x:mrow><x:mi>J</x:mi><x:mo>/</x:mo><x:mi>ψ</x:mi><x:mo stretchy="false">→</x:mo><x:msup><x:mrow><x:mi>D</x:mi></x:mrow><x:mrow><x:mo>−</x:mo></x:mrow></x:msup><x:msup><x:mrow><x:mi>π</x:mi></x:mrow><x:mrow><x:mo>+</x:mo></x:mrow></x:msup><x:mo>+</x:mo><x:mi mathvariant="normal">c</x:mi><x:mo>.</x:mo><x:mi mathvariant="normal">c</x:mi><x:mo>.</x:mo></x:mrow></x:math>, and <cb:math xmlns:cb="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><cb:mrow><cb:mi>J</cb:mi><cb:mo>/</cb:mo><cb:mi>ψ</cb:mi><cb:mo stretchy="false">→</cb:mo><cb:msup><cb:mrow><cb:mi>D</cb:mi></cb:mrow><cb:mrow><cb:mo>−</cb:mo></cb:mrow></cb:msup><cb:msup><cb:mrow><cb:mi>ρ</cb:mi></cb:mrow><cb:mrow><cb:mo>+</cb:mo></cb:mrow></cb:msup><cb:mo>+</cb:mo><cb:mi mathvariant="normal">c</cb:mi><cb:mo>.</cb:mo><cb:mi mathvariant="normal">c</cb:mi><cb:mo>.</cb:mo></cb:mrow></cb:math>. Since no significant signal is observed, we set the upper limits of the branching fractions of these decays to be <hb:math xmlns:hb="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><hb:mrow><hb:mi mathvariant="script">B</hb:mi><hb:mo stretchy="false">(</hb:mo><hb:mi>J</hb:mi><hb:mo>/</hb:mo><hb:mi>ψ</hb:mi><hb:mo stretchy="false">→</hb:mo><hb:msup><hb:mrow><hb:mover accent="true"><hb:mrow><hb:mi>D</hb:mi></hb:mrow><hb:mrow><hb:mo stretchy="false">¯</hb:mo></hb:mrow></hb:mover></hb:mrow><hb:mrow><hb:mn>0</hb:mn></hb:mrow></hb:msup><hb:msup><hb:mrow><hb:mi>π</hb:mi></hb:mrow><hb:mrow><hb:mn>0</hb:mn></hb:mrow></hb:msup><hb:mo>+</hb:mo><hb:mi mathvariant="normal">c</hb:mi><hb:mo>.</hb:mo><hb:mi mathvariant="normal">c</hb:mi><hb:mo>.</hb:mo><hb:mo stretchy="false">)</hb:mo><hb:mo><</hb:mo><hb:mn>4.7</hb:mn><hb:mo>×</hb:mo><hb:msup><hb:mrow><hb:mn>10</hb:mn></hb:mrow><hb:mrow><hb:mo>−</hb:mo><hb:mn>7</hb:mn></hb:mrow></hb:msup></hb:mrow></hb:math>, <rb:math xmlns:rb="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><rb:mrow><rb:mi mathvariant="script">B</rb:mi><rb:mo stretchy="false">(</rb:mo><rb:mi>J</rb:mi><rb:mo>/</rb:mo><rb:mi>ψ</rb:mi><rb:mo stretchy="false">→</rb:mo><rb:msup><rb:mrow><rb:mover accent="true"><rb:mrow><rb:mi>D</rb:mi></rb:mrow><rb:mrow><rb:mo stretchy="false">¯</rb:mo></rb:mrow></rb:mover></rb:mrow><rb:mrow><rb:mn>0</rb:mn></rb:mrow></rb:msup><rb:mi>η</rb:mi><rb:mo>+</rb:mo><rb:mi mathvariant="normal">c</rb:mi><rb:mo>.</rb:mo><rb:mi mathvariant="normal">c</rb:mi><rb:mo>.</rb:mo><rb:mo stretchy="false">)</rb:mo><rb:mo><</rb:mo><rb:mn>6.8</rb:mn><rb:mo>×</rb:mo><rb:msup><rb:mrow><rb:mn>10</rb:mn></rb:mrow><rb:mrow><rb:mo>−</rb:mo><rb:mn>7</rb:mn></rb:mrow></rb:msup></rb:mrow></rb:math>, <bc:math xmlns:bc="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><bc:mrow><bc:mi mathvariant="script">B</bc:mi><bc:mo stretchy="false">(</bc:mo><bc:mi>J</bc:mi><bc:mo>/</bc:mo><bc:mi>ψ</bc:mi><bc:mo stretchy="false">→</bc:mo><bc:msup><bc:mrow><bc:mover accent="true"><bc:mrow><bc:mi>D</bc:mi></bc:mrow><bc:mrow><bc:mo stretchy="false">¯</bc:mo></bc:mrow></bc:mover></bc:mrow><bc:mrow><bc:mn>0</bc:mn></bc:mrow></bc:msup><bc:msup><bc:mrow><bc:mi>ρ</bc:mi></bc:mrow><bc:mrow><bc:mn>0</bc:mn></bc:mrow></bc:msup><bc:mo>+</bc:mo><bc:mi mathvariant="normal">c</bc:mi><bc:mo>.</bc:mo><bc:mi mathvariant="normal">c</bc:mi><bc:mo>.</bc:mo><bc:mo stretchy="false">)</bc:mo><bc:mo><</bc:mo><bc:mn>5.2</bc:mn><bc:mo>×</bc:mo><bc:msup><bc:mrow><bc:mn>10</bc:mn></bc:mrow><bc:mrow><bc:mo>−</bc:mo><bc:mn>7</bc:mn></bc:mrow></bc:msup></bc:mrow></bc:math>, <lc:math xmlns:lc="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><lc:mi mathvariant="script">B</lc:mi><lc:mo stretchy="false">(</lc:mo><lc:mi>J</lc:mi><lc:mo>/</lc:mo><lc:mi>ψ</lc:mi><lc:mo stretchy="false">→</lc:mo><lc:msup><lc:mi>D</lc:mi><lc:mo>−</lc:mo></lc:msup><lc:msup><lc:mi>π</lc:mi><lc:mo>+</lc:mo></lc:msup><lc:mo>+</lc:mo><lc:mi mathvariant="normal">c</lc:mi><lc:mo>.</lc:mo><lc:mi mathvariant="normal">c</lc:mi><lc:mo>.</lc:mo><lc:mo stretchy="false">)</lc:mo><lc:mo><</lc:mo><lc:mn>7.0</lc:mn><lc:mo>×</lc:mo><lc:msup><lc:mn>10</lc:mn><lc:mrow><lc:mo>−</lc:mo><lc:mn>8</lc:mn></lc:mrow></lc:msup></lc:math>, and <tc:math xmlns:tc="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><tc:mi mathvariant="script">B</tc:mi><tc:mo stretchy="false">(</tc:mo><tc:mi>J</tc:mi><tc:mo>/</tc:mo><tc:mi>ψ</tc:mi><tc:mo stretchy="false">→</tc:mo><tc:msup><tc:mi>D</tc:mi><tc:mo>−</tc:mo></tc:msup><tc:msup><tc:mi>ρ</tc:mi><tc:mo>+</tc:mo></tc:msup><tc:mo>+</tc:mo><tc:mi mathvariant="normal">c</tc:mi><tc:mo>.</tc:mo><tc:mi mathvariant="normal">c</tc:mi><tc:mo>.</tc:mo><tc:mo stretchy="false">)</tc:mo><tc:mspace linebreak="goodbreak"/><tc:mo><</tc:mo><tc:mn>6.0</tc:mn><tc:mo>×</tc:mo><tc:msup><tc:mn>10</tc:mn><tc:mrow><tc:mo>−</tc:mo><tc:mn>7</tc:mn></tc:mrow></tc:msup></tc:math> at the 90% confidence level. Published by the American Physical Society 2024