DOE PAGES title logo U.S. Department of Energy
Office of Scientific and Technical Information

Title: Model-independent determination of the strong-phase difference between D 0 and D ¯ 0 π + π π + π decays

Journal Article · · Physical Review. D.
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; more »; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; « less

Measurements of the strong-phase difference between D 0 and D ¯ 0 π + π π + π are performed in bins of phase space. The study exploits a sample of quantum-correlated D D ¯ mesons collected by the BESIII experiment in e + e collisions at a center-of-mass energy of 3.773 GeV, corresponding to an integrated luminosity of 2.93 fb 1 . Here, D denotes a neutral charm meson in a superposition of flavor eigenstates. The reported results are valuable for measurements of the C P -violating phase γ (also denoted ϕ 3 ) in B ± D K ± , D π + π π + π decays, and the binning schemes are designed to provide good statistical sensitivity to this parameter. The expected uncertainty on γ arising from the precision of the strong-phase measurements, when applied to very large samples of B -meson decays, is around 1.5° or 2°, depending on the binning scheme. The binned strong-phase parameters are combined to give a value of F + 4 π = 0.746 ± 0.010 ± 0.004 for the C P -even fraction of D 0 π + π π + π decays, which is around 30% more precise than the previous best measurement of this quantity. Published by the American Physical Society 2024

Sponsoring Organization:
USDOE
Grant/Contract Number:
FG02-05ER41374
OSTI ID:
2480392
Journal Information:
Physical Review. D., Journal Name: Physical Review. D. Journal Issue: 11 Vol. 110; ISSN PRVDAQ; ISSN 2470-0010
Publisher:
American Physical SocietyCopyright Statement
Country of Publication:
United States
Language:
English

References (38)

Model-independent determination of the strong phase difference between D0 and D ¯ 0 → π + π − π + π − $$ {\overline{D}}^0\to {\pi}^{+}{\pi}^{-}{\pi}^{+}{\pi}^{-} $$ amplitudes journal January 2018
Measurement of the CKM angle γ in B± → DK± and B± → Dπ± decays with D → $$ {K}_{\mathrm{S}}^0 $$h+h− journal February 2021
Measurement of CP observables in B± → D(*)K± and B± → D(*)π± decays using two-body D final states journal April 2021
Amplitude analyses of D 0 → π + π − π + π − and D 0 → K + K − π + π − decays journal May 2017
Measurement of the D → K−π+π+π− and D → K−π+π0 coherence factors and average strong-phase differences in quantum-correlated $$ D\overline{D} $$ decays journal May 2021
Measurement of the CKM angle γ with B± → D[K∓π±π±π∓]h± decays using a binned phase-space approach journal July 2023
Determination of the CKM angle ϕ3 from a combination of Belle and Belle II results journal October 2024
Simultaneous determination of CKM angle γ and charm mixing parameters journal December 2021
Search for hadronic b→u decays journal May 1990
QED bremsstrahlung in semileptonic B and leptonic τ decays journal April 1993
The precision Monte Carlo event generator for two-fermion final states in collisions journal August 2000
The EvtGen particle decay simulation package journal April 2001
Geant4—a simulation toolkit
  • Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 506, Issue 3 https://doi.org/10.1016/S0168-9002(03)01368-8
journal July 2003
Design and construction of the BESIII detector
  • Ablikim, M.; An, Z. H.; Bai, J. Z.
  • Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Vol. 614, Issue 3 https://doi.org/10.1016/j.nima.2009.12.050
journal March 2010
First determination of the CP content of D → π + π − π + π − and updated determination of the CP contents of D → π + π − π 0 and D → K + K − π 0 journal July 2015
Tuning and Validation of the Lundcharm Model with J /ψ Decays journal June 2014
The 2004 UTfit collaboration report on the status of the unitarity triangle in the standard model journal July 2005
Measurement of e + e → DD̄ cross sections at the ψ(3770) resonance journal July 2018
Future Physics Programme of BESIII journal April 2020
Amplitude analysis of the decays and * journal August 2024
Review of Particle Physics journal August 2022
Model-independent determination of the relative strong-phase difference between D 0 and D ¯ 0 → K S , L 0 π + π − and its impact on the measurement of the CKM angle γ / ϕ 3 journal June 2020
Improved model-independent determination of the strong-phase difference between D0 and D¯0→KS,L0K+K− decays journal September 2020
Measurement of the CP -even fraction of D0→π+π−π+π− journal November 2022
Averages of b -hadron, c -hadron, and τ -lepton properties as of 2021 journal March 2023
Event generator for J / ψ and ψ ( 2 S ) decay journal June 2000
Determining γ using B ± → DK ± with multibody D decays journal September 2003
Model-independent determination of the strong-phase difference between D 0 and D ¯ 0 → K S , L 0 h + h − ( h = π , K ) and its impact on the measurement of the CKM angle γ / ϕ 3 journal December 2010
Predictions of selected flavor observables within the standard model journal August 2011
Unitary Symmetry and Leptonic Decays journal June 1963
Measurement of D 0 − D ¯ 0 Mixing Parameters Using D 0 → K S 0 π + π − and D 0 → K S 0 K + K − Decays journal August 2010
Determination of Strong-Phase Parameters in D → K S , L 0 π + π − journal June 2020
The use of quantum-correlated D0 decays for φ3 measurement journal April 2008
Improved measurement of the strong-phase difference $$\delta _D^{K\pi }$$ in quantum-correlated $$D{\bar{D}}$$ decays journal November 2022
A study of $$C\!P$$ violation in the decays $${{B} ^\pm } \rightarrow [{{K} ^+} {{K} ^-} {{\uppi } ^+} {{\uppi } ^-} ]_{D} h^{\pm }$$ ($$h = K, \pi $$) and $${{B} ^\pm } \rightarrow [{{\uppi } ^+} {{\uppi } ^-} {{\uppi } ^+} {{\uppi } ^-} ]_{D} h^{\pm }$$ journal June 2023
Publisher Erratum: A study of $$C\!P$$ violation in the decays $${{B} ^\pm } \rightarrow [{{K} ^+} {{K} ^-} {{\uppi } ^+} {{\uppi } ^-} ]_{D} h^{\pm }$$ ($$h = K, \pi $$) and $${{B} ^\pm } \rightarrow [{{\uppi } ^+} {{\uppi } ^-} {{\uppi } ^+} {{\uppi } ^-} ]_{D} h^{\pm }$$ journal July 2023
Feasibility study of model-independent approach to φ3 measurement using Dalitz plot analysis journal June 2006
C P -Violation in the Renormalizable Theory of Weak Interaction journal February 1973