Amplitude analysis and branching fraction measurement of the decay $D_{s}^{+} \to K^+\pi^+\pi^-$

/ Authors

B. C. M. Ablikim, M. Achasov, P. Adlarson, M. Albrecht, R. Aliberti, A. Amoroso, M. An, Q. An, X. Bai, Y. Bai

and 490 more authors

O. Bakina, R. Ferroli, I. Balossino, Y. Ban, V. Batozskaya, D. Becker, K. Begzsuren, N. Berger, M. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, J. Bloms, A. Bortone, I. Boyko, R. Briere, A. Brueggemann, H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. Cao, N. Cao, S. Çetin, J. Chang, W. Chang, G. Chelkov, C. Chen, G. Chen, Huifen. Chen, M. Chen, S. Chen, T. Chen, X. Chen, X. Chen, Y. Chen, Z. Chen, W. Cheng, X. Chu, G. Cibinetto, F. Cossio, J. Cui, H. Dai, J. Dai, A. Dbeyssi, R. Boer, D. Dedovich, Z. Deng, A. Denig, I. Denysenko, M. Destefanis, F. Mori, Y. Ding, J. Dong, L. Dong, M. Dong, X. Dong, S. Du, P. Egorov, Y. Fan, J. Fang, S. Fang, W. Fang, Y. Fang, R. Farinelli, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Feng, J. Feng, K. Fischer, M. Fritsch, C. Fritzsch, C. Fu, H. Gao, Y. Gao, Yan‐Yan Gao, S. Garbolino, I. Garzia, P. Ge, Z. Ge, C. Geng, E. Gersabeck, A. Gilman, K. Goetzen, L. Gong, W. Gong, W. Gradl, M. Greco, L. Gu, M. Gu, Y. Gu, C. Guan, A. Guo, L. Guo, R. Guo, Y. Guo, A. Guskov, T. Han, W. Han, X. Hao, F. Harris, K. He, K. He, F. Heinsius, C. H. Heinz, Y. Heng, C. Herold, M. Himmelreich, T. Holtmann, G. Hou, Y. Hou, Z. Hou, H. Hu, J. Hu, T. Hu, Y. Hu, G. Huang, K. Huang, L. Huang, X. Huang, Y. Huang, Z. Huang, T. Hussain, N. Husken, W. Imoehl, M. Irshad, J. Jackson, S. Jaeger, S. Janchiv, Q. Ji, Q. Ji, X. Ji, X. Ji, Y. Ji, Z. Jia, H. Jiang, S. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, J. Jiao, Z. Jiao, S. Jin, Y. Jin, M. Jing, T. Johansson, N. Kalantar-Nayestanaki, X. Kang, R. Kappert, M. Kavatsyuk, B. Ke, I. Keshk, A. Khoukaz, P. Kiese, R. Kiuchi, R. Kliemt, L. Koch, O. B. Kolcu, B. Kopf, M. Kuemmel, M. Kuessner, A. Kupsc, W. Kuhn, J. J. Lane, J. Lange, P. Larin, A. Lavania, L. Lavezzi, Z. Lei, H. Leithoff, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. Li, Cheng Li, D. Li, F. Li, G. Li, H. Li, H. Li, H. Li, H. Li, J. Li, J. Li, J. Li, Kenneth K. Li, L. Li, L. Li, Lei Li, M. Li, P. Li, S. Li, S. Li, T. Li, W. Li, W. Li, X. Li, X. Li, Xiaoyu Li, H. Liang, Y. Liang, Y. Liang, G. Liao, L. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. Lin, D. Lin, T. Lin, B. Liu, C. Liu, D. Liu, F. Liu, F. Liu, Feng. Liu, G. Liu, H. Liu, H. Liu, H. Liu, Huanhuan Liu, Huihui Liu, J. Liu, J. Liu, J. Liu, Li-Yu Daisy Liu, Li-Yu Daisy Liu, Li-Yu Daisy Liu, Li-Yu Daisy Liu, Lusheng Liu, M. Liu, Li-Yu Daisy Liu, Q. Liu, S. Liu, T. Liu, W. Liu, W. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Z. Liu, Z. Liu, X. Lou, F. Lu, H. Lu, J. Lu, X. Lu, Y. Lu, Y. Lu, Z. Lu, C. L. Luo, M. Luo, T. Luo, X. Luo, X. Lyu, Y. Lyu, F. Ma, H. Ma, Li Ma, M. Ma, Q. Ma, R. Ma, R. Ma, X. Ma, Y. Ma, F. Maas, M. Maggiora, S. Maldaner, S. Malde, Q. A. Malik, A. Mangoni, Y. Mao, Z. Mao, S. Marcello, Z. Meng, J. Messchendorp, G. Mezzadri, H. Miao, T. Min, R. Mitchell, X. Mo, N. Muchnoi, H. Muramatsu, Y. Nefedov, F. Nerling, I. Nikolaev, Z. Ning, S. Nisar, Y. Niu, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, M. Pelizaeus, H. Peng, K. Peters, J. Ping, R. Ping, S. Plura, S. Pogodin, R. Poling, V. Prasad, F. Qi, H. Qi, H. Qi, M. Qi, T. Qi, S. Qian, W. B. Qian, Z. Qian, C. Qiao, J. Qin, L. Qin, X. Qin, X. Qin, Z. Qin, J. Qiu, S. Qu, K. H. Rashid, C. Redmer, K. Ren, A. Rivetti, V. Rodin, M. Rolo, G. Rong, C. Rosner, S. Ruan, H. Sang, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, C. Schnier, K. Schoenning, M. Scodeggio, K. Shan, W. Shan, X. Shan, J. Shangguan, L. Shao, M. Shao, C. Shen, H. Shen, X. Shen, B. Shi, H. Shi, J. Shi, R. Shi, X. Shi, X. Shi, J. Song, W. Song, Y. Song, S. Sosio, S. Spataro, F. Stieler, K. Su, P. Su, Y. Su, G. Sun, H. Sun, H. Sun, J. Sun, L. Sun, S. Sun, T. Sun, W. Sun, X. Sun, Y. Sun, Y. Sun, Z. Sun, Y. Tan, Y. Tan, C. Tang, G. Tang, J. Tang, L. Tao, Q. Tao, J. Teng, V. Thorén, W. Tian, Y. Tian, I. Uman, B. Wang, B. Wang, C. Wang, D. Wang, F. Wang, H. Wang, H. Wang, K. Wang, L. Wang, M. Wang, M. Wang, Meng Wang, S. Wang, T. Wang, T. Wang, W. Wang, W. Wang, W. Wang, X. Wang, X. Wang, X. L. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Yaqian Wang, Z. Wang, Z. Wang, Ziyi Wang, D. Wei, F. Weidner, S. Wen, D. White, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, L. Wollenberg, J. Wu, L. Wu, L. Wu, X. Wu, X. Wu, Y. Wu, Y. Wu, Z. Wu, L. Xia, T. Xiang, D. Xiao, G. Xiao, H. Xiao, S. Xiao, Y. Xiao, Z. Xiao, C. Xie, X. Xie, Y. Xie, Y. Xie, Y. Xie, Z. Xie, T. Xing, C. Xu, C. Xu, G. Xu, H. Xu, Q. Xu, X. Xu, Y. Xu, Z. Xu, F. Yan, L. Yan, W. Yan, W. Yan, Hang Yang, H. Yang, Hang Yang, L. Yang, S. Yang, T. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Yifan Yang, M. Ye, M. Ye, J. Yin, Z. You, B. Yu, C. Yu, G. Yu, T. Yu, C. Yuan, Lijuan Yuan, S. Yuan, X. Yuan, Y. Yuan, Z. Yuan, C. Yue, A. Zafar, F. Zeng, X. Zeng, Y. Zeng, Y. Zhan, A. Zhang, B. Zhang, B. Zhang, D. Zhang, G. Zhang, Houyu Zhang, Houyu Zhang, H. Zhang, J. Zhang

/ Abstract

Using $6.32$ fb$^{-1}$ of $e^{+}e^{-}$ collision data collected at the center-of-mass energies between 4.178 and 4.226 GeV with the BESIII detector, we perform an amplitude analysis of the decay $D^+_s \to K^+\pi^+\pi^-$ and determine the amplitudes of the various intermediate states. The absolute branching fraction of $D^+_s\to K^+\pi^+\pi^-$ is measured to be ($6.11\pm0.18_{\rm stat.}\pm0.11_{\rm syst.})\times 10^{-3}$. The branching fractions of the dominant intermediate processes $D_{s}^{+} \to K^+\rho^0, \rho^0 \to \pi^+\pi^-$ and $D_{s}^{+} \to K^*(892)^0\pi^+, K^*(892)^0 \to K^+\pi^-$ are determined to be $(1.96\pm0.19_{\rm stat.}\pm0.23_{\rm syst.})\times 10^{-3}$ and $(1.85\pm0.12_{\rm stat.}\pm0.13_{\rm syst.})\times 10^{-3}$, respectively. The intermediate resonances $f_0(500)$, $f_0(980)$, and $f_0(1370)$ are observed for the first time in this channel.