Measurement of the branching fractions for Cabibbo-suppressed decays $D^{+}\to K^{+} K^{-}\pi^{+}\pi^{0}$ and $D_{(s)}^{+}\to K^{+}\pi^{-}\pi^{+}\pi^{0}$ at Belle - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Phys.Rev.D Année : 2023

Measurement of the branching fractions for Cabibbo-suppressed decays $D^{+}\to K^{+} K^{-}\pi^{+}\pi^{0}$ and $D_{(s)}^{+}\to K^{+}\pi^{-}\pi^{+}\pi^{0}$ at Belle

Longke Li , Alan Jay Schwartz , Kay Kinoshita , Eunil Won , Hiroaki Aihara , Said Ahmed Al Said , David Asner , Hulya Atmacan , Vladimir Aulchenko , Tagir Aushev , Rachid Ayad , Varghese Babu , Seema Bahinipati , Konstantin Belous , Jake Bennett , Martin Bessner , Vishal Bhardwaj , Tadeas Bilka , Alexandr Bobrov , Denis Bodrov , Giovanni Bonvicini , Jyotirmoi Borah , Andrzej Bozek , Marko Bracko , Paolo Branchini , Thomas Browder , Antonio Budano , Marcello Campajola , Daniel Cervenkov , Paoti Chang , Augustine Chen , Byunggu Cheon , Haneol Cho , Kihyeon Cho , Sungjin Cho , Sookyung Choi , Youngil Choi , Seema Choudhury , David Cinabro , Samuel Thomas Cunliffe , Sanjeeda Bharati Das , Nibedita Dash , Guglielmo de Nardo , Giacomo de Pietro , Rashmi Dhamija , Francesco Di Capua , Zdenek Dolezal , Thanh Van Dong , David Dossett , Denis Alexandrovich Epifanov , Ariane Frey , Bryan Gregory Fulsom , Renu Garg , Vipin Gaur , Alexei Garmash , Anjan Giri , Pablo Goldenzweig , Enrico Graziani , Daniel Greenwald , Tianping Gu , Yinghui Guan , Kristina Gudkova , Christos Hadjivasiliou , Kiyoshi Hayasaka , Hisaki Hayashii , Daniel Ricalde Herrmann , George Wei-Shu Hou , Chia-Ling Hsu , Kenji Inami , Akimasa Ishikawa , Ryosuke Itoh , Masako Iwasaki , William Jacobs , Sen Jia , Yifan Jin , Dibyajyoti Kalita , Abdul Basith Kaliyar , Kook Hyun Kang , Takeo Kawasaki , Christian Kiesling , Cheolhun Kim , Doris Yangsoo Kim , Kyungho Kim , Kyung Tae Kim , Yongkyu Kim , Peter Kodys , Tomoyuki Konno , Alexander Korobov , Samo Korpar , Evgeniy Kovalenko , Peter Krizan , Pavel Krokovny , Thomas Kuhr , Manish Kumar , Rajeev Kumar , Kospalage Janaka Kumara , Alexander Kuzmin , Young-Joon Kwon , Yun-Tsung Lai , Tommy Lam , Martina Laurenza , Seungcheol Lee , Jin Li , Yang Li , Y.B. Li , Luigi Li Gioi , James Frederick Libby , Kilian Adriano Lieret , Dmitri Liventsev , Alberto Martini , Masataka Masuda , Tatsuro Matsuda , Dmitry Matvienko , Shubhangi Krishan Maurya , Frank Meier , Mario Merola , Felix Metzner , Kenkichi Miyabayashi , Roman Mizuk , Gagan Bihari Mohanty , Hyunki Moon , Mikihiko Nakao , Zbigniew Natkaniec , Andrii Natochii , Lopamudra Nayak , Minakshi Nayak , Nisar Nellikunnummel , Shohei Nishida , Hiroaki Ono , Pavel Oskin (1) , Pavel Pakhlov , Galina Pakhlova , Silvio Pardi , Hwan-Bae Park , Seokhee Park , Antonio Passeri , Sourav Patra , Stephan Martin Paul , Todd Kristofer Pedlar , Rok Pestotnik , L.E. Piilonen , Tomaz Podobnik , Elisabetta Prencipe , Markus Prim , Armine Rostomyan , Niharika Rout , Guido Russo , Debashis Sahoo , Saurabh Sandilya , Aman Sangal , Luka Santelj , Vladimir Savinov , Gunar Schnell , Jeff Schueler , Christoph Schwanda , Yoshiaki Seino , Katsumi Senyo , Martin Edmund Sevior , Mikhail Shapkin , Chanchal Sharma , Jing-Ge Shiu , Frank Simon , Jasbir Singh , Anatoly Sokolov , Elena Solovieva , Marko Staric , Zachary S. Stottler , Mizuki Sumihama , Makoto Takizawa , Umberto Tamponi , Kiyoshi Tanida , Francesco Tenchini , Makoto Uchida , Timofey Uglov , Kenta Uno , Shoji Uno , Yutaka Ushiroda , Yuri Usov , Raynette van Tonder , Gary Varner , Kevin Ernest Varvell , Anselm Georg Vossen , Eiasha Waheed , Erfei Wang , Min-Zu Wang , Xiaolong Wang , Shun Watanuki , Olga Werbycka , Jaroslaw Wiechczynski , Bruce Yabsley , Wenbiao Yan , Seongbae Yang , Hua Ye , John Yelton , Junhao Yin , Changzheng Yuan , Ziping Zhang , Victor Zhilich , Valentina Zhukova
Longke Li
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Résumé

We present measurements of the branching fractions for the singly Cabibbo-suppressed decays $D^+\to K^{+}K^{-}\pi^{+}\pi^{0}$ and $D_s^{+}\to K^{+}\pi^{-}\pi^{+}\pi^{0}$, and the doubly Cabibbo-suppressed decay $D^{+}\to K^{+}\pi^{-}\pi^{+}\pi^{0}$, based on 980 ${\rm fb}^{-1}$ of data recorded by the Belle experiment at the KEKB $e^{+}e^{-}$ collider. We measure these modes relative to the Cabibbo-favored modes $D^{+}\to K^{-}\pi^{+}\pi^{+}\pi^{0}$ and $D_s^{+}\to K^{+}K^{-}\pi^{+}\pi^{0}$. Our results for the ratios of branching fractions are $B(D^{+}\to K^{+}K^{-}\pi^{+}\pi^{0})/B(D^{+}\to K^{-}\pi^{+}\pi^{+}\pi^{0}) = (11.32 \pm 0.13 \pm 0.26)\%$, $B(D^{+}\to K^{+}\pi^{-}\pi^{+}\pi^{0})/B(D^{+}\to K^{-}\pi^{+}\pi^{+}\pi^{0}) = (1.68 \pm 0.11\pm 0.03)\%$, and $B(D_s^{+}\to K^{+}\pi^{-}\pi^{+}\pi^{0})/B(D_s^{+}\to K^{+}K^{-}\pi^{+}\pi^{0}) = (17.13 \pm 0.62 \pm 0.51)\%$, where the uncertainties are statistical and systematic, respectively. The second value corresponds to $(5.83\pm 0.42)\times\tan^4\theta_C$, where $\theta_C$ is the Cabibbo angle; this value is larger than other measured ratios of branching fractions for a doubly Cabibbo-suppressed charm decay to a Cabibbo-favored decay. Multiplying these results by world average values for $B(D^{+}\to K^{-}\pi^{+}\pi^{+}\pi^{0})$ and $B(D_s^{+}\to K^{+}K^{-}\pi^{+}\pi^{0})$ yields $B(D^{+}\to K^{+}K^{-}\pi^{+}\pi^{0})= (7.08\pm 0.08\pm 0.16\pm 0.20)\times10^{-3}$, $B(D^{+}\to K^{+}\pi^{-}\pi^{+}\pi^{0})= (1.05\pm 0.07\pm 0.02\pm 0.03)\times10^{-3}$, and $B(D_s^{+}\to K^{+}\pi^{-}\pi^{+}\pi^{0}) = (9.44\pm 0.34\pm 0.28\pm 0.32)\times10^{-3}$, where the third uncertainty is due to the branching fraction of the normalization mode. The first two results are consistent with, but more precise than, the current world averages. The last result is the first measurement of this branching fraction.

Dates et versions

hal-03897820 , version 1 (14-12-2022)

Identifiants

Citer

Longke Li, Alan Jay Schwartz, Kay Kinoshita, Eunil Won, Hiroaki Aihara, et al.. Measurement of the branching fractions for Cabibbo-suppressed decays $D^{+}\to K^{+} K^{-}\pi^{+}\pi^{0}$ and $D_{(s)}^{+}\to K^{+}\pi^{-}\pi^{+}\pi^{0}$ at Belle. Phys.Rev.D, 2023, 107 (3), pp.033003. ⟨10.1103/PhysRevD.107.033003⟩. ⟨hal-03897820⟩
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