We study e+e-→π+π-hc at center-of-mass energies from 3.90 to 4.42 GeV by using data samples collected with the BESIII detector operating at the Beijing Electron Positron Collider. The Born cross sections are measured at 13 energies and are found to be of the same order of magnitude as those of e+e-→π+π-J/ψ but with a different line shape. In the π±hc mass spectrum, a distinct structure, referred to as Zc(4020), is observed at 4.02 GeV/c2. The Zc(4020) carries an electric charge and couples to charmonium. A fit to the π±hc invariant mass spectrum, neglecting possible interferences, results in a mass of (4022.9±0.8±2.7) MeV/c2 and a width of (7.9±2.7±2.6) MeV for the Zc(4020), where the first errors are statistical and the second systematic. The difference between the parameters of this structure and the Zc(4025) observed in the D*D[over ¯]* final state is within 1.5σ, but whether they are the same state needs further investigation. No significant Zc(3900) signal is observed, and upper limits on the Zc(3900) production cross sections in π±hc at center-of-mass energies of 4.23 and 4.26 GeV are set.

The cross section for the process $e^+e^-\to \pi^+\pi^-J/\psi$ is measured precisely at center-of-mass energies from 3.77 to 4.60~GeV using 9~fb$^{-1}$ of data collected with the BESIII detector operating at the BEPCII storage ring. Two resonant structures are observed in a fit to the cross section. The first resonance has a mass of $(4222.0\pm 3.1\pm 1.4)$~MeV/$c^2$ and a width of $(44.1\pm 4.3\pm 2.0)$~MeV, while the second one has a mass of $(4320.0\pm 10.4 \pm 7.0)$~MeV/$c^2$ and a width of $(101.4^{+25.3}_{-19.7}\pm 10.2)$~MeV, where the first errors are statistical and second ones are systematic. The first resonance agrees with the $Y(4260)$ resonance reported by previous experiments. The precision of its resonant parameters is improved significantly. The second resonance is observed in $e^+e^-\to \pi^+\pi^-J/\psi$ for the first time. The statistical significance of this resonance is estimated to be larger than $7.6\sigma$. The mass and width of the second resonance agree with the $Y(4360)$ resonance reported by the $BABAR$ and Belle experiments within errors. Finally, the $Y(4008)$ resonance previously observed by the Belle experiment is not confirmed in the description of the BESIII data.

We extract the $e^+e^-\rightarrow \pi^+\pi^-$ cross section in the energy range between 600 and 900 MeV, exploiting the method of initial state radiation. A data set with an integrated luminosity of 2.93 fb$^{-1}$ taken at a center-of-mass energy of 3.773 GeV with the BESIII detector at the BEPCII collider is used. The cross section is measured with a systematic uncertainty of 0.9%. We extract the pion form factor $|F_\pi|^2$ as well as the contribution of the measured cross section to the leading order hadronic vacuum polarization contribution to $(g-2)_\mu$. We find this value to be $a_\mu^{\pi\pi,\rm LO}(600-900\;\rm MeV) = (368.2 \pm 2.5_{\rm stat} \pm 3.3_{\rm sys})\cdot 10^{-10}$.

By analyzing (27.12±0.14)×108  ψ(3686) events accumulated with the BESIII detector, the decay ηc(2S)→K+K−η is observed for the first time with a significance of 6.2σ after considering systematic uncertainties. The product of the branching fractions of ψ(3686)→γηc(2S) and ηc(2S)→K+K−η is measured to be B(ψ(3686)→γηc(2S))×B(ηc(2S)→K+K−η)=(2.39±0.32±0.34)×10−6, where the first uncertainty is statistical, and the second one is systematic. The branching fraction of ηc(2S)→K+K−η is determined to be B(ηc(2S)→K+K−η)=(3.42±0.46±0.48±2.44)×10−3, where the third uncertainty is due to the branching fraction of ψ(3686)→γηc(2S). Using a recent BESIII measurement of B(ηc(2S)→K+K−π0), we also determine the ratio between the branching fractions of ηc(2S)→K+K−η and ηc(2S)→K+K−π0 to be 1.49±0.22±0.25, which is consistent with the previous result of at a comparable precision level. Published by the American Physical Society 2024