Amplitude Analysis and Branching Fraction Measurement of $D^+ \to \pi^+\pi^0\pi^0$

/ Authors

B. C. M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. Ai, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. Bai, O. Bakina, Y. Ban

and 490 more authors

H. Bao, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berlowski, M. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, H. Cai, M. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. Cao, N. Cao, S. Cetin, X. Chai, J. Chang, T. Chang, G. Che, Y. Che, C. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, H. Chen, M. Chen, S. Chen, S. Chen, T. Chen, X. R. Chen, X. Chen, X. Y. Chen, Y. Chen, Y. Chen, Z. Chen, J. Cheng, L. Cheng, S. Choi, X. Chu, G. Cibinetto, F. Cossio, J. Cottee-Meldrum, H. Dai, J. Dai, X. Dai, A. Dbeyssi, R. Boer, D. Dedovich, C. Deng, Z. Deng, A. Denig, I. Denisenko, M. Destefanis, F. Mori, X. Ding, Y. Ding, Y. Ding, J. Dong, L. Dong, M. Dong, X. Dong, M. Du, S. Du, X. Du, Y. Duan, Z. Duan, P. Egorov, G. Fan, J. Fan, Y. Fan, J. Fang, S. Fang, W. Fang, Y. Fang, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Feng, Jianfeng Feng, L. Feng, Q. Feng, Y. Feng, M. Fritsch, C. Fu, J. Fu, Y. Fu, H. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Y. Gao, Z. Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. Ge, Z. Ge, C. Geng, E. Gersabeck, A. Gilman, K. Goetzen, J. Gong, L. Gong, W. Gong, W. Gradl, S. Gramigna, M. Greco, M. Gu, M. H. Gu, C. Guan, A. Guo, J. Guo, L. Guo, M. Guo, R. Guo, X. Guo, Y. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, T. Han, F. Hanisch, K. Hao, X. Hao, F. Harris, C. Z. He, K. He, F. H. Heinsius, C. Heinz, Y. Heng, C. Herold, P. Hong, G. Hou, X. Hou, Y. Hou, Z. Hou, H. Hu, J. Hu, Q. Hu, S. Hu, T. Hu, Y. Hu, Z. Hu, G. Huang, K. Huang, L. Huang, P. Huang, X. Huang, Y. P. Huang, Y. Huang, T. Hussain, N. Husken, N. I. D. Wiesche, J. Jackson, Q. Ji, Q. Ji, W. Ji, X. Ji, X. Ji, X. Jia, Z. Jia, D. Jiang, H. Jiang, P. Jiang, S. Jiang, X. Jiang, Y. Jiang, J. Jiao, J. Jiao, Z. Jiao, S. Jin, Y. Jin, M. Jing, X. Jing, T. Johansson, S. Kabana, N. Kalantar-Nayestanaki, X. Kang, X. Kang, M. Kavatsyuk, B. Ke, V. Khachatryan, A. Khoukaz, O. B. Kolcu, B. Kopf, L. Kroger, M. Kuessner, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. Kuhn, Q. Lan, W. Lan, T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. Li, C. Li, D. Li, F. Li, G. Li, H. Li, H. Li, H. Li, H. Li, Hui Li, J. Li, J. Li, J. Li, K. Li, K. Li, L. Li, Lei Li, M. Li, M. Li, P. Li, P. Li, Q. Li, Q. Li, R. Li, S. Li, Shanshan Li, T. Li, T. Li, W. Li, W. G. Li, X. Li, X. Li, X. Li, X. Li, X. Li, X. Li, Y. Li, Y. Li, Y. Li, Z. Li, Z. Li, Z. Li, Z. Li, C. Liang, H. Liang, Y. Liang, Y. Liang, G. Liao, L. Liao, M. Liao, Y. Liao, J. Libby, A. Limphirat, D. Lin, L. Q. Lin, T. Lin, B. Liu, B. Liu, C. Liu, F. Liu, F. Liu, Feng Liu, G. Liu, H. Liu, H. Liu, H. Liu, H. Liu, Huihui Liu, J. Liu, J. Liu, K. Liu, K. Liu, Ke Liu, L. Liu, L. Liu, Lu Liu, Ming-Yu Liu, P. Liu, Q. Liu, S. Liu, W. Liu, W. Liu, X. Liu, X. Liu, X. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Z. Liu, Z. Liu, Z. Liu, Z. Liu, X. Lou, H. Lu, J. G. Lu, X. Lu, Y. Lu, Y. Lu, Y. Lu, Z. Lu, C. Luo, J. Luo, J. S. Luo, M. Luo, T. Luo, X. Luo, Z. Lv, X. Lyu, Y. Lyu, Y. Lyu, F. Ma, H. Ma, Heng Ma, J. L. Ma, L. Ma, L. Ma, Q. Ma, R. Ma, R. Ma, T. Ma, X. Ma, X. Ma, Y. Ma, F. Maas, I. Mackay, M. Maggiora, S. Malde, Q. A. Malik, H. Mao, Y. Mao, Z. Mao, S. Marcello, A. Marshall, F. M. Melendi, Y. Meng, Z. Meng, G. Mezzadri, H. Miao, T. Min, R. Mitchell, X. Mo, B. Moses, N. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, H. Neuwirth, Z. Ning, S. Nisar, Q. Niu, W. Niu, Y. Niu, C. Normand, S. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, Y. Pei, M. Pelizaeus, H. Peng, X. Peng, Y. Peng, K. Peters, K. Petridis, J. Ping, R. Ping, S. Plura, V. Prasad, F. Qi, H. Qi, M. Qi, S. Qian, W. Qian, C. Qiao, J. Qiao, J. Qin, J. Qin, L. Qin, L. Qin, P. Qin, X. Qin, X. Qin, Z. Qin, J. Qiu, Z. Qu, J. Rademacker, K. Ravindran, C. F. Redmer, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, S. Rong, F. Rosini, Ch. Rosner, M. Ruan, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, K. Schoenning, M. Scodeggio, W. Shan, X. Shan, Z. Shang, J. Shangguan, L. Shao, M. Shao, C. Shen, H. Shen, W. Shen, X. Shen, B. Shi, H. Shi, J. Shi, J. Y. Shi, S. Shi, X. Shi, H. L. Song, J. Song, M. Song, T. Song, W. Song, Y. Song, Zirong Song, S. Sosio, S. Spataro, S. Stansilaus, F. Stieler, S. Su, G. Sun, G. Sun, H. Sun, H. Sun, J. Sun, K. Sun, L. Sun, R. Sun, S. Sun, T. Sun, W. Sun, Y. Sun, Y. Sun, Y. Sun, Y. Sun, Z. Sun, Z. Sun, C. Tang, G. Tang, J. Tang, J. Tang, L. Tang, Y. Tang, L. Tao, M. Tat, J. Teng, J. Tian, W. Tian, Yuan Tian, Z. Tian, I. Uman, B. Wang, Bo Wang, C. Wang, Cong Wang, D. Wang, H. Wang, J. Wang, J. Wang, J. Wang, K. Wang, L. Wang, L. Wang, M. Wang, N. Wang, S. Wang, Shun Wang, T. Wang, T. Wang, W. Wang, W. Wang, X. Wang, X. Wang, X. Wang, X. Wang, Xin Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang, Y. Wang

/ Abstract

We present the first amplitude analysis of the hadronic decay $D^+\to\pi^+\pi^0\pi^0$, using $e^{+}e^{-}$ collision data collected with the BESIII detector at a center-of-mass energy of 3.773~GeV, corresponding to an integrated luminosity of 20.3~fb$^{-1}$. The fit fractions of the intermediate processes are measured, in which the $D^+ \to \rho(770)^+\pi^0$ component is found to be dominant with a branching fraction of $(3.08\kern0.15em\pm\kern0.15em0.10_{\rm stat.}\pm0.05_{\rm syst.})\times10^{-3}$. Based on the amplitude analysis, the branching fraction of $D^+ \to \pi^+\pi^0\pi^0$ is measured to be $(4.84\kern0.1em\pm\kern0.1em0.05_{\rm stat.}\kern0.1em\pm\kern0.1em0.05_{\rm syst.})\times10^{-3}$. In addition, the CP asymmetries, both for specific amplitudes and integrated over the entire phase space, are measured.