Amplitude analysis of the D+ → π−π+π+ decay and measurement of the π−π+ S-wave amplitude

R. Aaij;A. S. W. Abdelmotteleb;C. Abellan Beteta;F. Abudin??n;T. Ackernley;B. Adeva;M. Adinolfi;H. Afsharnia;C. Agapopoulou;C. A. Aidala;S. Aiola;Z. Ajaltouni;S. Akar;K. Akiba;J. Albrecht;F. Alessio;M. Alexander;A. Alfonso Albero;Z. Aliouche;P. Alvarez Cartelle;R. Amalric;S. Amato;J. L. Amey;Y. Amhis;L. An;L. Anderlini;M. Andersson;A. Andreianov;M. Andreotti;D. Andreou;D. Ao;F. Archilli;A. Artamonov;M. Artuso;E. Aslanides;M. Atzeni;B. Audurier;S. Bachmann;M. Bachmayer;J. J. Back;A. Bailly-reyre;P. Baladron Rodriguez;V. Balagura;W. Baldini;J. Baptista de Souza Leite;M. Barbetti;R. J. Barlow;S. Barsuk;W. Barter;M. Bartolini;F. Baryshnikov;J. M. Basels;G. Bassi;B. Batsukh;A. Battig;A. Bay;A. Beck;M. Becker;F. Bedeschi;I. B. Bediaga;A. Beiter;V. Belavin;S. Belin;V. Bellee;K. Belous;I. Belov;I. Belyaev;G. Benane;G. Bencivenni;E. Ben-Haim;A. Berezhnoy;R. Bernet;D. Berninghoff;H. C. Bernstein;C. Bertella;A. Bertolin;C. Betancourt;F. Betti;Ia. Bezshyiko;S. Bhasin;J. Bhom;L. Bian;M. S. Bieker;N. V. Biesuz;S. Bifani;P. Billoir;A. Biolchini;M. Birch;F. C. R. Bishop;A. Bitadze;A. Bizzeti;M. P. Blago;T. Blake;F. Blanc;S. Blusk;D. Bobulska;J. A. Boelhauve;O. Boente Garcia;T. Boettcher;A. Boldyrev;C. S. Bolognani;N. Bondar;S. Borghi;M. Borsato;J. T. Borsuk;S. A. Bouchiba;T. J. V. Bowcock;A. Boyer;C. Bozzi;M. J. Bradley;S. Braun;A. Brea Rodriguez;J. Brodzicka;A. Brossa Gonzalo;D. Brundu;A. Buonaura;L. Buonincontri;A. T. Burke;C. Burr;A. Bursche;A. Butkevich;J. S. Butter;J. Buytaert;W. Byczynski;S. Cadeddu;H. Cai;R. Calabrese;L. Calefice;S. Cali;R. Calladine;M. Calvi;M. Calvo Gomez;P. Campana;D. H. Campora Perez;A. F. Campoverde Quezada;S. Capelli;L. Capriotti;A. Carbone;G. Carboni;R. Cardinale;A. Cardini;I. Carli;P. Carniti;L. Carus;A. Casais Vidal;R. Caspary;G. Casse;M. Cattaneo;G. Cavallero;V. Cavallini;S. Celani;J. Cerasoli;D. Cervenkov;A. J. Chadwick;M. G. Chapman;M. Charles;Ph. Charpentier;C. A. Chavez Barajas;M. Chefdeville;C. Chen;S. Chen;A. Chernov;S. Chernyshenko;V. Chobanova;S. Cholak;M. Chrzaszcz;A. Chubykin;V. Chulikov;P. Ciambrone;M. F. Cicala;X. Cid Vidal;G. Ciezarek;G. Ciullo;P. E. L. Clarke;M. Clemencic;H. V. Cliff;J. Closier;J. L. Cobbledick;V. Coco;J. A. B. Coelho;J. Cogan;E. Cogneras;L. Cojocariu;P. Collins;T. Colombo;L. Congedo;A. Contu;N. Cooke;G. Coombs;I. Corredoira;G. Corti;B. Couturier;D. C. Craik;J. Crkovsk??;M. Cruz Torres;R. Currie;C. L. Da Silva;S. Dadabaev;L. Dai;X. Dai;E. Dall???Occo;J. Dalseno;C. D???Ambrosio;A. Danilina;P. d???Argent;J. E. Davies;A. Davis;O. De Aguiar Francisco;J. de Boer;K. De Bruyn;S. De Capua;M. De Cian;U. De Freitas Carneiro Da Graca;E. De Lucia;J. M. De Miranda;L. De Paula;M. De Serio;D. De Simone;P. De Simone;F. De Vellis;J. A. de Vries;C. T. Dean;F. Debernardis;D. Decamp;V. Dedu;L. Del Buono;B. Delaney;H. -P. Dembinski;V. Denysenko;O. Deschamps;F. Dettori;B. Dey;A. Di Cicco;P. Di Nezza;I. Diachkov;S. Didenko;L. Dieste Maronas;S. Ding;V. Dobishuk;A. Dolmatov;C. Dong;A. M. Donohoe;F. Dordei;A. C. dos Reis;L. Douglas;A. G. Downes;M. W. Dudek;L. Dufour;V. Duk;P. Durante;J. M. Durham;D. Dutta;A. Dziurda;A. Dzyuba;S. Easo;U. Egede;V. Egorychev;S. Eidelman;C. Eirea Orro;S. Eisenhardt;S. Ek-In;L. Eklund;S. Ely;A. Ene;E. Epple;S. Escher;J. Eschle;S. Esen;T. Evans;L. N. Falcao;Y. Fan;B. Fang;S. Farry;D. Fazzini;M. Feo;A. D. Fernez;F. Ferrari;L. Ferreira Lopes;F. Ferreira Rodrigues;S. Ferreres Sole;M. Ferrillo;M. Ferro-Luzzi;S. Filippov;R. A. Fini;M. Fiorini;M. Firlej;K. M. Fischer;D. S. Fitzgerald;C. Fitzpatrick;T. Fiutowski;F. Fleuret;M. Fontana;F. Fontanelli;R. Forty;D. Foulds-Holt;V. Franco Lima;M. Franco Sevilla;M. Frank;E. Franzoso;G. Frau;C. Frei;D. A. Friday;J. Fu;Q. Fuehring;E. Gabriel;G. Galati;M. D. Galati;A. Gallas Torreira;D. Galli;S. Gambetta;Y. Gan;M. Gandelman;P. Gandini;Y. Gao;M. Garau;L. M. Garcia Martin;P. Garcia Moreno;J. Garc??a Pardi??as;B. Garcia Plana;F. A. Garcia Rosales;L. Garrido;C. Gaspar;R. E. Geertsema;D. Gerick;L. L. Gerken;E. Gersabeck;M. Gersabeck;T. Gershon;L. Giambastiani;V. Gibson;H. K. Giemza;A. L. Gilman;M. Giovannetti;A. Giovent??;P. Gironella Gironell;C. Giugliano;M. A. Giza;K. Gizdov;E. L. Gkougkousis;V. V. Gligorov;C. G??bel;E. Golobardes;D. Golubkov;A. Golutvin;A. Gomes;S. Gomez Fernandez;F. Goncalves Abrantes;M. Goncerz;G. Gong;I. V. Gorelov;C. Gotti;J. P. Grabowski;T. Grammatico;L. A. Granado Cardoso;E. Graug??s;E. Graverini;G. Graziani;A. T. Grecu;L. M. Greeven;N. A. Grieser;L. Grillo;S. Gromov;B. R. Gruberg Cazon;C. Gu;M. Guarise;M. Guittiere;P. A. G??nther;E. Gushchin;A. Guth;Y. Guz;T. Gys;T. Hadavizadeh;G. Haefeli;C. Haen;J. Haimberger;S. C. Haines;T. Halewood-leagas;M. M. Halvorsen;P. M. Hamilton;J. Hammerich;Q. Han;X. Han;E. B. Hansen;S. Hansmann-Menzemer;L. Hao;N. Harnew;T. Harrison;C. Hasse;M. Hatch;J. He;K. Heijhoff;K. Heinicke;C. Henderson;R. D. L. Henderson;A. M. Hennequin;K. Hennessy;L. Henry;J. Heuel;A. Hicheur;D. Hill;M. Hilton;S. E. Hollitt;J. Horswill;R. Hou;Y. Hou;J. Hu;J. Hu;W. Hu;X. Hu;W. Huang;X. Huang;W. Hulsbergen;R. J. Hunter;M. Hushchyn;D. Hutchcroft;P. Ibis;M. Idzik;D. Ilin;P. Ilten;A. Inglessi;A. Iniukhin;A. Ishteev;K. Ivshin;R. Jacobsson;H. Jage;S. J. Jaimes Elles;S. Jakobsen;E. Jans;B. K. Jashal;A. Jawahery;V. Jevtic;X. Jiang;Y. Jiang;M. John;D. Johnson;C. R. Jones;T. P. Jones;B. Jost;N. Jurik;I. Juszczak;S. Kandybei;Y. Kang;M. Karacson;D. Karpenkov;M. Karpov;J. W. Kautz;F. Keizer;D. M. Keller;M. Kenzie;T. Ketel;B. Khanji;A. Kharisova;S. Kholodenko;T. Kirn;V. S. Kirsebom;O. Kitouni;S. Klaver;N. Kleijne;K. Klimaszewski;M. R. Kmiec;S. Koliiev;A. Kondybayeva;A. Konoplyannikov;P. Kopciewicz;R. Kopecna;P. Koppenburg;M. Korolev;I. Kostiuk;O. Kot;S. Kotriakhova;A. Kozachuk;P. Kravchenko;L. Kravchuk;R. D. Krawczyk;M. Kreps;S. Kretzschmar;P. Krokovny;W. Krupa;W. Krzemien;J. Kubat;W. Kucewicz;M. Kucharczyk;V. Kudryavtsev;G. J. Kunde;A. Kupsc;D. Lacarrere;G. Lafferty;A. Lai;A. Lampis;D. Lancierini;C. Landesa Gomez;J. J. Lane;R. Lane;G. Lanfranchi;C. Langenbruch;J. Langer;O. Lantwin;T. Latham;F. Lazzari;M. Lazzaroni;R. Le Gac;S. H. Lee;R. Lef??vre;A. Leflat;S. Legotin;P. Lenisa;O. Leroy;T. Lesiak;B. Leverington;A. Li;H. Li;K. Li;P. Li;S. Li;T. Li;Y. Li;Z. Li;X. Liang;C. Lin;T. Lin;R. Lindner;V. Lisovskyi;R. Litvinov;G. Liu;H. Liu;Q. Liu;S. Liu;A. Lobo Salvia;A. Loi;R. Lollini;J. Lomba Castro;I. Longstaff;J. H. Lopes;S. L??pez Soli??o;G. H. Lovell;Y. Lu;C. Lucarelli;D. Lucchesi;S. Luchuk;M. Lucio Martinez;V. Lukashenko;Y. Luo;A. Lupato;E. Luppi;A. Lusiani;K. Lynch;X. -R. Lyu;L. Ma;R. Ma;S. Maccolini;F. Machefert;F. Maciuc;V. Macko;P. Mackowiak;S. Maddrell-Mander;L. R. Madhan Mohan;A. Maevskiy;D. Maisuzenko;M. W. Majewski;J. J. Malczewski;S. Malde;B. Malecki;A. Malinin;T. Maltsev;H. Malygina;G. Manca;G. Mancinelli;D. Manuzzi;C. A. Manzari;D. Marangotto;J. F. Marchand;U. Marconi;S. Mariani;C. Marin Benito;M. Marinangeli;J. Marks;A. M. Marshall;P. J. Marshall;G. Martelli;G. Martellotti;L. Martinazzoli;M. Martinelli;D. Martinez Santos;F. Martinez Vidal;A. Massafferri;M. Materok;R. Matev;A. Mathad;V. Matiunin;C. Matteuzzi;K. R. Mattioli;A. Mauri;E. Maurice;J. Mauricio;M. Mazurek;M. McCann;L. Mcconnell;T. H. McGrath;N. T. McHugh;A. McNab;R. McNulty;J. V. Mead;B. Meadows;G. Meier;D. Melnychuk;S. Meloni;M. Merk;A. Merli;L. Meyer Garcia;D. Miao;M. Mikhasenko;D. A. Milanes;E. Millard;M. Milovanovic;M. -N. Minard;A. Minotti;S. E. Mitchell;B. Mitreska;D. S. Mitzel;A. M??dden;R. A. Mohammed;R. D. Moise;S. Mokhnenko;T. Momb??cher;I. A. Monroy;S. Monteil;M. Morandin;G. Morello;M. J. Morello;J. Moron;A. B. Morris;A. G. Morris;R. Mountain;H. Mu;F. Muheim;M. Mulder;K. M??ller;C. H. Murphy;D. Murray;R. Murta;P. Muzzetto;P. Naik;T. Nakada;R. Nandakumar;T. Nanut;I. Nasteva;M. Needham;N. Neri;S. Neubert;N. Neufeld;P. Neustroev;R. Newcombe;E. M. Niel;S. Nieswand;N. Nikitin;N. S. Nolte;C. Normand;J. Novoa Fernandez;C. Nunez;A. Oblakowska-Mucha;V. Obraztsov;T. Oeser;D. P. O???Hanlon;S. Okamura;R. Oldeman;F. Oliva;M. E. Olivares;C. J. G. Onderwater;R. H. O???Neil;J. M. Otalora Goicochea;T. Ovsiannikova;P. Owen;A. Oyanguren;O. Ozcelik;K. O. Padeken;B. Pagare;P. R. Pais;T. Pajero;A. Palano;M. Palutan;Y. Pan;G. Panshin;A. Papanestis;M. Pappagallo;L. L. Pappalardo;C. Pappenheimer;W. Parker;C. Parkes;B. Passalacqua;G. Passaleva;A. Pastore;M. Patel;C. Patrignani;C. J. Pawley;A. Pearce;A. Pellegrino;M. Pepe Altarelli;S. Perazzini;D. Pereima;A. Pereiro Castro;P. Perret;M. Petric;K. Petridis;A. Petrolini;A. Petrov;S. Petrucci;M. Petruzzo;H. Pham;A. Philippov;R. Piandani;L. Pica;M. Piccini;B. Pietrzyk;G. Pietrzyk;M. Pili;D. Pinci;F. Pisani;M. Pizzichemi;V. Placinta;J. Plews;M. Plo Casasus;F. Polci;M. Poli Lener;M. Poliakova;A. Poluektov;N. Polukhina;I. Polyakov;E. Polycarpo;S. Ponce;D. Popov;S. Popov;S. Poslavskii;K. Prasanth;L. Promberger;C. Prouve;V. Pugatch;V. Puill;G. Punzi;H. R. Qi;W. Qian;N. Qin;S. Qu;R. Quagliani;N. V. Raab;R. I. Rabadan Trejo;B. Rachwal;J. H. Rademacker;R. Rajagopalan;M. Rama;M. Ramos Pernas;M. S. Rangel;F. Ratnikov;G. Raven;M. Rebollo De Miguel;F. Redi;J. Reich;F. Reiss;C. Remon Alepuz;Z. Ren;V. Renaudin;P. K. Resmi;R. Ribatti;A. M. Ricci;S. Ricciardi;K. Richardson;M. Richardson-Slipper;K. Rinnert;P. Robbe;G. Robertson;A. B. Rodrigues;E. Rodrigues;J. A. Rodriguez Lopez;E. Rodriguez Rodriguez;A. Rollings;P. Roloff;V. Romanovskiy;M. Romero Lamas;A. Romero Vidal;J. D. Roth;M. Rotondo;M. S. Rudolph;T. Ruf;R. A. Ruiz Fernandez;J. Ruiz Vidal;A. Ryzhikov;J. Ryzka;J. J. Saborido Silva;N. Sagidova;N. Sahoo;B. Saitta;M. Salomoni;C. Sanchez Gras;I. Sanderswood;R. Santacesaria;C. Santamarina Rios;M. Santimaria;E. Santovetti;D. Saranin;G. Sarpis;M. Sarpis;A. Sarti;C. Satriano;A. Satta;M. Saur;D. Savrina;H. Sazak;L. G. Scantlebury Smead;A. Scarabotto;S. Schael;S. Scherl;M. Schiller;H. Schindler;M. Schmelling;B. Schmidt;S. Schmitt;O. Schneider;A. Schopper;M. Schubiger;S. Schulte;M. H. Schune;R. Schwemmer;B. Sciascia;A. Sciuccati;S. Sellam;A. Semennikov;M. Senghi Soares;A. Sergi;N. Serra;L. Sestini;A. Seuthe;Y. Shang;D. M. Shangase;M. Shapkin;I. Shchemerov;L. Shchutska;T. Shears;L. Shekhtman;Z. Shen;S. Sheng;V. Shevchenko;B. Shi;E. B. Shields;Y. Shimizu;E. Shmanin;J. D. Shupperd;B. G. Siddi;R. Silva Coutinho;G. Simi;S. Simone;M. Singla;N. Skidmore;R. Skuza;T. Skwarnicki;M. W. Slater;J. C. Smallwood;J. G. Smeaton;E. Smith;K. Smith;M. Smith;A. Snoch;L. Soares Lavra;M. D. Sokoloff;F. J. P. Soler;A. Solomin;A. Solovev;I. Solovyev;R. Song;F. L. Souza De Almeida;B. Souza De Paula;B. Spaan;E. Spadaro Norella;E. Spiridenkov;P. Spradlin;V. Sriskaran;F. Stagni;M. Stahl;S. Stahl;S. Stanislaus;E. N. Stein;O. Steinkamp;O. Stenyakin;H. Stevens;S. Stone;D. Strekalina;F. Suljik;J. Sun;L. Sun;Y. Sun;P. Svihra;P. N. Swallow;K. Swientek;A. Szabelski;T. Szumlak;M. Szymanski;Y. Tan;S. Taneja;A. R. Tanner;M. D. Tat;A. Terentev;F. Teubert;E. Thomas;D. J. D. Thompson;K. A. Thomson;H. Tilquin;V. Tisserand;S. T???Jampens;M. Tobin;L. Tomassetti;G. Tonani;X. Tong;D. Torres Machado;D. Y. Tou;E. Trifonova;S. M. Trilov;C. Trippl;G. Tuci;A. Tully;N. Tuning;A. Ukleja;D. J. Unverzagt;E. Ursov;A. Usachov;A. Ustyuzhanin;U. Uwer;A. Vagner;V. Vagnoni;A. Valassi;G. Valenti;N. Valls Canudas;M. van Beuzekom;M. Van Dijk;H. Van Hecke;E. van Herwijnen;C. B. Van Hulse;M. van Veghel;R. Vazquez Gomez;P. Vazquez Regueiro;C. V??zquez Sierra;S. Vecchi;J. J. Velthuis;M. Veltri;A. Venkateswaran;M. Veronesi;M. Vesterinen;D. Vieira;M. Vieites Diaz;X. Vilasis-Cardona;E. Vilella Figueras;A. Villa;P. Vincent;F. C. Volle;D. vom Bruch;A. Vorobyev;V. Vorobyev;N. Voropaev;K. Vos;C. Vrahas;R. Waldi;J. Walsh;G. Wan;C. Wang;J. Wang;J. Wang;J. Wang;J. Wang;M. Wang;R. Wang;X. Wang;Y. Wang;Z. Wang;Z. Wang;Z. Wang;J. A. Ward;N. K. Watson;D. Websdale;Y. Wei;C. Weisser;B. D. C. Westhenry;D. J. White;M. Whitehead;A. R. Wiederhold;D. Wiedner;G. Wilkinson;M. K. Wilkinson;I. Williams;M. Williams;M. R. J. Williams;R. Williams;F. F. Wilson;W. Wislicki;M. Witek;L. Witola;C. P. Wong;G. Wormser;S. A. Wotton;H. Wu;K. Wyllie;Z. Xiang;D. Xiao;Y. Xie;A. Xu;J. Xu;L. Xu;L. Xu;M. Xu;Q. Xu;Z. Xu;Z. Xu;D. Yang;S. Yang;Y. Yang;Z. Yang;Z. Yang;L. E. Yeomans;H. Yin;J. Yu;X. Yuan;E. Zaffaroni;M. Zavertyaev;M. Zdybal;O. Zenaiev;M. Zeng;C. Zhang;D. Zhang;L. Zhang;S. Zhang;S. Zhang;Y. Zhang;Y. Zhang;A. Zharkova;A. Zhelezov;Y. Zheng;T. Zhou;X. Zhou;Y. Zhou;V. Zhovkovska;X. Zhu;X. Zhu;Z. Zhu;V. Zhukov;Q. Zou;S. Zucchelli;D. Zuliani;G. Zunica

2023-01-01

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Abstract

An amplitude analysis of the D + → π − π + π + decay is performed with a sample corresponding to 1.5 fb −1 of integrated luminosity of pp collisions at a centre-of-mass energy s = 8 TeV collected by the LHCb detector in 2012. The sample contains approximately six hundred thousand candidates with a signal purity of 95%. The resonant structure is studied through a fit to the Dalitz plot where the π − π + S-wave amplitude is extracted as a function of π − π + mass, and spin-1 and spin-2 resonances are included coherently through an isobar model. The S-wave component is found to be dominant, followed by the ρ(770)0 π + and f 2(1270)π + components. A small contribution from the ω(782) → π − π + decay is seen for the first time in the D + → π − π + π + decay. [Figure not available: see fulltext.]