pith. machine review for the scientific record. sign in

arxiv: 2601.10597 · v2 · submitted 2026-01-15 · ✦ hep-ex

Recognition: unknown

Search for sub-GeV dark particles in ηtoπ⁰+rm{invisible} decay

BESIII Collaboration: M. Ablikim , M. N. Achasov , P. Adlarson , X. C. Ai , R. Aliberti , A. Amoroso , Q. An , Y. Bai
show 679 more authors
O. Bakina Y. Ban H.-R. Bao V. Batozskaya K. Begzsuren N. Berger M. Berlowski M. B. Bertani D. Bettoni F. Bianchi E. Bianco A. Bortone I. Boyko R. A. Briere A. Brueggemann H. Cai M. H. Cai X. Cai A. Calcaterra G. F. Cao N. Cao S. A. Cetin X. Y. Chai J. F. Chang T. T. Chang G. R. Che Y. Z. Che C. H. Chen Chao Chen G. Chen H. S. Chen H. Y. Chen M. L. Chen S. J. Chen S. M. Chen T. Chen X. R. Chen X. T. Chen X. Y. Chen Y. B. Chen Y. Q. Chen Z. K. Chen J. C. Cheng L. N. Cheng S. K. Choi X. Chu G. Cibinetto F. Cossio J. Cottee-Meldrum H. L. Dai J. P. Dai X. C. Dai A. Dbeyssi R. E. de Boer D. Dedovich C. Q. Deng Z. Y. Deng A. Denig I. Denisenko M. Destefanis F. De Mori X. X. Ding Y. Ding Y. X. Ding J. Dong L. Y. Dong M. Y. Dong X. Dong M. C. Du S. X. Du X. L. Du Y. Y. Duan Z. H. Duan P. Egorov G. F. Fan J. J. Fan Y. H. Fan J. Fang S. S. Fang W. X. Fang Y. Q. Fang L. Fava F. Feldbauer G. Felici C. Q. Feng J. H. Feng L. Feng Q. X. Feng Y. T. Feng M. Fritsch C. D. Fu J. L. Fu Y. W. Fu H. Gao Y. Gao Y. N. Gao Y. Y. Gao Z. Gao S. Garbolino I. Garzia L. Ge P. T. Ge Z. W. Ge C. Geng E. M. Gersabeck A. Gilman K. Goetzen J. D. Gong L. Gong W. X. Gong W. Gradl S. Gramigna M. Greco M. D. Gu M. H. Gu C. Y. Guan A. Q. Guo J. N. Guo L. B. Guo M. J. Guo R. P. Guo X. Guo Y. P. Guo A. Guskov J. Gutierrez T. T. Han F. Hanisch K. D. Hao X. Q. Hao F. A. Harris C. Z. He K. L. He F. H. Heinsius C. H. Heinz Y. K. Heng C. Herold P. C. Hong G. Y. Hou X. T. Hou Y. R. Hou Z. L. Hou H. M. Hu J. F. Hu Q. P. Hu S. L. Hu T. Hu Y. Hu Z. M. Hu G. S. Huang K. X. Huang L. Q. Huang P. Huang X. T. Huang Y. P. Huang Y. S. Huang T. Hussain N. H\"usken N. in der Wiesche J. Jackson Q. Ji Q. P. Ji W. Ji X. B. Ji X. L. Ji X. Q. Jia Z. K. Jia D. Jiang H. B. Jiang P. C. Jiang S. J. Jiang X. S. Jiang Y. Jiang J. B. Jiao J. K. Jiao Z. Jiao S. Jin Y. Jin M. Q. Jing X. M. Jing T. Johansson S. Kabana N. Kalantar-Nayestanaki X. L. Kang X. S. Kang M. Kavatsyuk B. C. Ke V. Khachatryan A. Khoukaz O. B. Kolcu B. Kopf L. Kr\"oger M. Kuessner X. Kui N. Kumar A. Kupsc W. K\"uhn Q. Lan W. N. Lan T. T. Lei M. Lellmann T. Lenz C. Li C. H. Li C. K. Li D. M. Li F. Li G. Li H. B. Li H. J. Li H. L. Li H. N. Li Hui Li J. R. Li J. S. Li J. W. Li K. Li K. L. Li L. J. Li Lei Li M. H. Li M. R. Li P. L. Li P. R. Li Q. M. Li Q. X. Li R. Li S. X. Li Shanshan Li T. Li T. Y. Li W. D. Li W. G. Li X. Li X. H. Li X. K. Li X. L. Li X. Y. Li X. Z. Li Y. Li Y. G. Li Y. P. Li Z. H. Li Z. J. Li Z. X. Li Z. Y. Li C. Liang H. Liang Y. F. Liang Y. T. Liang G. R. Liao L. B. Liao M. H. Liao Y. P. Liao J. Libby A. Limphirat D. X. Lin L. Q. Lin T. Lin B. J. Liu B. X. Liu C. X. Liu F. Liu F. H. Liu Feng Liu G. M. Liu H. Liu H. B. Liu H. H. Liu H. M. Liu Huihui Liu J. B. Liu J. J. Liu K. Liu K. Y. Liu Ke Liu L. Liu L. C. Liu Lu Liu M. H. Liu P. L. Liu Q. Liu S. B. Liu W. M. Liu W. T. Liu X. Liu X. K. Liu X. L. Liu X. Y. Liu Y. Liu Y. B. Liu Z. A. Liu Z. D. Liu Z. Q. Liu Z. Y. Liu X. C. Lou H. J. Lu J. G. Lu X. L. Lu Y. Lu Y. H. Lu Y. P. Lu Z. H. Lu C. L. Luo J. R. Luo J. S. Luo M. X. Luo T. Luo X. L. Luo Z. Y. Lv X. R. Lyu Y. F. Lyu Y. H. Lyu F. C. Ma H. L. Ma Heng Ma J. L. Ma L. L. Ma L. R. Ma Q. M. Ma R. Q. Ma R. Y. Ma T. Ma X. T. Ma X. Y. Ma Y. M. Ma F. E. Maas I. Mackay M. Maggiora S. Malde Q. A. Malik H. X. Mao Y. J. Mao Z. P. Mao S. Marcello A. Marshall F. M. Melendi Y. H. Meng Z. X. Meng G. Mezzadri H. Miao T. J. Min R. E. Mitchell X. H. Mo B. Moses N. Yu. Muchnoi J. Muskalla Y. Nefedov F. Nerling H. Neuwirth Z. Ning S. Nisar Q. L. Niu W. D. Niu Y. Niu C. Normand S. L. Olsen Q. Ouyang S. Pacetti X. Pan Y. Pan A. Pathak Y. P. Pei M. Pelizaeus H. P. Peng X. J. Peng Y. Y. Peng K. Peters K. Petridis J. L. Ping R. G. Ping S. Plura V. Prasad F. Z. Qi H. R. Qi M. Qi S. Qian W. B. Qian C. F. Qiao J. H. Qiao J. J. Qin J. L. Qin L. Q. Qin L. Y. Qin P. B. Qin X. P. Qin X. S. Qin Z. H. Qin J. F. Qiu Z. H. Qu J. Rademacker C. F. Redmer A. Rivetti M. Rolo G. Rong S. S. Rong F. Rosini Ch. Rosner M. Q. Ruan N. Salone A. Sarantsev Y. Schelhaas K. Schoenning M. Scodeggio W. Shan X. Y. Shan Z. J. Shang J. F. Shangguan L. G. Shao M. Shao C. P. Shen H. F. Shen W. H. Shen X. Y. Shen B. A. Shi H. Shi J. L. Shi J. Y. Shi S. Y. Shi X. Shi H. L. Song J. J. Song M. H. Song T. Z. Song W. M. Song Y. X. Song Zirong Song S. Sosio S. Spataro S. Stansilaus F. Stieler S. S Su G. B. Sun G. X. Sun H. Sun H. K. Sun J. F. Sun K. Sun L. Sun R. Sun S. S. Sun T. Sun W. Y. Sun Y. C. Sun Y. H. Sun Y. J. Sun Y. Z. Sun Z. Q. Sun Z. T. Sun C. J. Tang G. Y. Tang J. Tang J. J. Tang L. F. Tang Y. A. Tang L. Y. Tao M. Tat J. X. Teng J. Y. Tian W. H. Tian Y. Tian Z. F. Tian I. Uman B. Wang Bo Wang C. Wang Cong Wang D. Y. Wang H. J. Wang J. Wang J. J. Wang J. P. Wang K. Wang L. L. Wang L. W. Wang M. Wang N. Y. Wang S. Wang Shun Wang T. Wang T. J. Wang W. Wang W. P. Wang X. Wang X. F. Wang X. L. Wang X. N. Wang Xin Wang Y. Wang Y. D. Wang Y. F. Wang Y. H. Wang Y. J. Wang Y. L. Wang Y. N. Wang Yaqian Wang Yi Wang Yuan Wang Z. Wang Z. L. Wang Z. Q. Wang Z. Y. Wang Ziyi Wang D. Wei D. H. Wei H. R. Wei F. Weidner S. P. Wen U. Wiedner G. Wilkinson M. Wolke J. F. Wu L. H. Wu L. J. Wu Lianjie Wu S. G. Wu S. M. Wu X. Wu Y. J. Wu Z. Wu L. Xia B. H. Xiang D. Xiao G. Y. Xiao H. Xiao Y. L. Xiao Z. J. Xiao C. Xie K. J. Xie Y. Xie Y. G. Xie Y. H. Xie Z. P. Xie T. Y. Xing C. J. Xu G. F. Xu H. Y. Xu M. Xu Q. J. Xu Q. N. Xu T. D. Xu X. P. Xu Y. Xu Y. C. Xu Z. S. Xu F. Yan L. Yan W. B. Yan W. C. Yan W. H. Yan W. P. Yan X. Q. Yan H. J. Yang H. L. Yang H. X. Yang J. H. Yang R. J. Yang Y. Yang Y. H. Yang Y. Q. Yang Y. Z. Yang Z. P. Yao M. Ye M. H. Ye Z. J. Ye Junhao Yin Z. Y. You B. X. Yu C. X. Yu G. Yu J. S. Yu L. W. Yu T. Yu X. D. Yu Y. C. Yu C. Z. Yuan H. Yuan J. Yuan L. Yuan M. K. Yuan S. H. Yuan Y. Yuan C. X. Yue Ying Yue A. A. Zafar F. R. Zeng S. H. Zeng X. Zeng Yujie Zeng Y. J. Zeng Y. C. Zhai Y. H. Zhan Shunan Zhang B. L. Zhang B. X. Zhang D. H. Zhang G. Y. Zhang H. Zhang H. C. Zhang H. H. Zhang H. Q. Zhang H. R. Zhang H. Y. Zhang J. Zhang J. J. Zhang J. L. Zhang J. Q. Zhang J. S. Zhang J. W. Zhang J. X. Zhang J. Y. Zhang J. Z. Zhang Jianyu Zhang L. M. Zhang Lei Zhang N. Zhang P. Zhang Q. Zhang Q. Y. Zhang R. Y. Zhang S. H. Zhang Shulei Zhang X. M. Zhang X. Y. Zhang Y. Zhang Y. T. Zhang Y. H. Zhang Y. P. Zhang Z. D. Zhang Z. H. Zhang Z. L. Zhang Z. X. Zhang Z. Y. Zhang Z. Z. Zhang Zh. Zh. Zhang G. Zhao J. Y. Zhao J. Z. Zhao L. Zhao M. G. Zhao S. J. Zhao Y. B. Zhao Y. L. Zhao Y. X. Zhao Z. G. Zhao A. Zhemchugov B. Zheng B. M. Zheng J. P. Zheng W. J. Zheng X. R. Zheng Y. H. Zheng B. Zhong C. Zhong H. Zhou J. Q. Zhou S. Zhou X. Zhou X. K. Zhou X. R. Zhou X. Y. Zhou Y. X. Zhou Y. Z. Zhou A. N. Zhu J. Zhu K. Zhu K. J. Zhu K. S. Zhu L. Zhu L. X. Zhu S. H. Zhu T. J. Zhu W. D. Zhu W. J. Zhu W. Z. Zhu Y. C. Zhu Z. A. Zhu X. Y. Zhuang J. H. Zou J. Zu
Authors on Pith no claims yet
classification ✦ hep-ex
keywords darkdark-matter-nucleoninvisiblematterscatteringsearchsub-gevtimes10
0
0 comments X
read the original abstract

Using (10087$\pm$44)$\times$10$^{6}$ $J/\psi$ events collected with the BESIII detector at the BEPCII collider at the center-of-mass energy of $\sqrt{s}=3.097~\rm{GeV}$, we report the first search for $\eta\to\pi^0S\to\pi^0\chi\bar{\chi}$ with $S$ denotes an on-shell dark scalar boson and $\chi$ an invisible dark matter particle. No significant signals are observed with $S$ mass ranging from 0 to 400 $\rm{MeV}/c^2$. The upper limits on the branching fractions and the new physics coupling strengths between $S$ and quarks are set to be $(1.8\sim5.5)\times10^{-5}$ and $(1.3\sim3.2)\times10^{-5}$ at the 90% confidence level, respectively. The constraints on the dark-matter-nucleon scattering cross section is improved by approximately 5 orders of magnitude over previous dark-matter-nucleon scattering experiments, providing unique insights into sub-GeV dark matter.

This paper has not been read by Pith yet.

discussion (0)

Sign in with ORCID, Apple, or X to comment. Anyone can read and Pith papers without signing in.

Forward citations

Cited by 1 Pith paper

Reviewed papers in the Pith corpus that reference this work. Sorted by Pith novelty score.

  1. Search for dark sector and rare decays at BESIII

    hep-ex 2026-04 unverdicted novelty 4.0

    BESIII presents experimental searches for sub-GeV dark matter via invisible decays, dark baryons, light vector bosons, and baryon/lepton-number-violating processes in charmonium and hyperon decays.