Amplitude analysis of the B+→π+π+π− decay

Aaij, R. et al. (2020) Amplitude analysis of the B+→π+π+π− decay. Physical Review D, 101, 012006. (doi: 10.1103/PhysRevD.101.012006)

Abstract

The results of an amplitude analysis of the charmless three-body decay B + → π + π + π − , in which C P -violation effects are taken into account, are reported. The analysis is based on a data sample corresponding to an integrated luminosity of 3     fb − 1 of p p collisions recorded with the LHCb detector. The most challenging aspect of the analysis is the description of the behavior of the π + π −     S -wave contribution, which is achieved by using three complementary approaches based on the isobar model, the K -matrix formalism, and a quasi-model-independent procedure. Additional resonant contributions for all three methods are described using a common isobar model, and include the ρ ( 770 ) 0 , ω ( 782 ) and ρ ( 1450 ) 0 resonances in the π + π − P -wave, the f 2 ( 1270 ) resonance in the π + π − D -wave, and the ρ 3 ( 1690 ) 0 resonance in the π + π − F -wave. Significant C P -violation effects are observed in both S - and D -waves, as well as in the interference between the S - and P -waves. The results from all three approaches agree and provide new insight into the dynamics and the origin of C P -violation effects in B + → π + π + π − decays.

• Item Type: Articles
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Dean, Cameron and Alexander, Dr Michael and Schiller, Dr Manuel and Spradlin, Dr Patrick and Douglas, Ms Lauren and Ogilvy, Mr Stephen and Traill, Mr Murdo and Karodia, Sarah and Eklund, Prof Lars and Longstaff, Iain Richard
• Authors: Aaij, R., Abellán Beteta, C., Adeva, B., Adinolfi, M., Aidala, C. A., Ajaltouni, Z., Akar, S., Albicocco, P., Albrecht, J., Alessio, F., Alexander, M., Alfonso Albero, A., Alkhazov, G., Alvarez Cartelle, P., Alves, A. A., Amato, S., Amhis, Y., An, L., Anderlini, L., Andreassi, G., Andreotti, M., Andrews, J. E., Archilli, F., Arnau Romeu, J., Artamonov, A., Artuso, M., Arzymatov, K., Aslanides, E., Atzeni, M., Audurier, B., Bachmann, S., Back, J. J., Baker, S., Balagura, V., Baldini, W., Baranov, A., Barlow, R. J., Barsuk, S., Barter, W., Bartolini, M., Baryshnikov, F., Batozskaya, V., Batsukh, B., Battig, A., Battista, V., Bay, A., Bedeschi, F., Bediaga, I., Beiter, A., Bel, L. J., Belavin, V., Belin, S., Beliy, N., Bellee, V., Belous, K., Belyaev, I., Bencivenni, G., Ben-Haim, E., Benson, S., Beranek, S., Berezhnoy, A., Bernet, R., Berninghoff, D., Bertholet, E., Bertolin, A., Betancourt, C., Betti, F., Bettler, M. O., Bezshyiko, I., Bhasin, S., Bhom, J., Bieker, M. S., Bifani, S., Billoir, P., Birnkraut, A., Bizzeti, A., Bjørn, M., Blago, M. P., Blake, T., Blanc, F., Blusk, S., Bobulska, D., Bocci, V., Boente Garcia, O., Boettcher, T., Boldyrev, A., Bondar, A., Bondar, N., Borghi, S., Borisyak, M., Borsato, M., Boubdir, M., Bowcock, T. J. V., Bozzi, C., Braun, S., Brea Rodriguez, A., Brodski, M., Brodzicka, J., Brossa Gonzalo, A., Brundu, D., Buchanan, E., Buonaura, A., Burr, C., Bursche, A., Butter, J. S., Buytaert, J., Byczynski, W., Cadeddu, S., Cai, H., Calabrese, R., Cali, S., Calladine, R., Calvi, M., Calvo Gomez, M., Camargo Magalhaes, P., Camboni, A., Campana, P., Campora Perez, D. H., Capriotti, L., Carbone, A., Carboni, G., Cardinale, R., Cardini, A., Carniti, P., Carvalho Akiba, K., Casais Vidal, A., Casse, G., Cattaneo, M., Cavallero, G., Cenci, R., Chapman, M. G., Charles, M., Charpentier, P., Chatzikonstantinidis, G., Chefdeville, M., Chekalina, V., Chen, C., Chen, S., Chitic, S.-G., Chobanova, V., Chrzaszcz, M., Chubykin, A., Ciambrone, P., Cid Vidal, X., Ciezarek, G., Cindolo, F., Clarke, P. E. L., Clemencic, M., Cliff, H. V., Closier, J., Cobbledick, J. L., Coco, V., Coelho, J. A. B., Cogan, J., Cogneras, E., Cojocariu, L., Collins, P., Colombo, T., Comerma-Montells, A., Contu, A., Coombs, G., Coquereau, S., Corti, G., Costa Sobral, C. M., Couturier, B., Cowan, G. A., Craik, D. C., Crocombe, A., Cruz Torres, M., Currie, R., Da Silva, C. L., Dall’Occo, E., Dalseno, J., D’Ambrosio, C., Danilina, A., d’Argent, P., Davis, A., De Aguiar Francisco, O., De Bruyn, K., De Capua, S., De Cian, M., De Miranda, J. M., De Paula, L., De Serio, M., De Simone, P., de Vries, J. A., Dean, C.T., Dean, W., Decamp, D., Del Buono, L., Delaney, B., Dembinski, H.-P., Demmer, M., Dendek, A., Derkach, D., Deschamps, O., Desse, F., Dettori, F., Dey, B., Di Canto, A., Di Nezza, P., Didenko, S., Dijkstra, H., Dordei, F., Dorigo, M., dos Reis, A. C., Dosil Suárez, A., Douglas, L., Dovbnya, A., Dreimanis, K., Dufour, L., Dujany, G., Durante, P., Durham, J. M., Dutta, D., Dzhelyadin, R., Dziewiecki, M., Dziurda, A., Dzyuba, A., Easo, S., Egede, U., Egorychev, V., Eidelman, S., Eisenhardt, S., Eitschberger, U., Ekelhof, R., Ek-In, S., Eklund, L., Ely, S., Ene, A., Escher, S., Esen, S., Evans, T., Falabella, A., Färber, C., Farley, N., Farry, S., Fazzini, D., Féo, M., Fernandez Declara, P., Fernandez Prieto, A., Ferrari, F., Ferreira Lopes, L., Ferreira Rodrigues, F., Ferreres Sole, S., Ferro-Luzzi, M., Filippov, S., Fini, R. A., Fiorini, M., Firlej, M., Fitzpatrick, C., Fiutowski, T., Fleuret, F., Fontana, M., Fontanelli, F., Forty, R., Franco Lima, V., Franco Sevilla, M., Frank, M., Frei, C., Fu, J., Funk, W., Gabriel, E., Gallas Torreira, A., Galli, D., Gallorini, S., Gambetta, S., Gan, Y., Gandelman, M., Gandini, P., Gao, Y., Garcia Martin, L. M., García Pardiñas, J., Garcia Plana, B., Garra Tico, J., Garrido, L., Gascon, D., Gaspar, C., Gazzoni, G., Gerick, D., Gersabeck, E., Gersabeck, M., Gershon, T., Gerstel, D., Ghez, P., Gibson, V., Gioventù, A., Girard, O. G., Gironella Gironell, P., Giubega, L., Gizdov, K., Gligorov, V. V., Göbel, C., Golubkov, D., Golutvin, A., Gomes, A., Gorelov, I. V., Gotti, C., Govorkova, E., Grabowski, J. P., Graciani Diaz, R., Granado Cardoso, L. A., Graugés, E., Graverini, E., Graziani, G., Grecu, A., Greim, R., Griffith, P., Grillo, L., Gruber, L., Gruberg Cazon, B. R., Gu, C., Gushchin, E., Guth, A., Guz, Y., Gys, T., Hadavizadeh, T., Hadjivasiliou, C., Haefeli, G., Haen, C., Haines, S. C., Hamilton, P. M., Han, Q., Han, X., Hancock, T. H., Hansmann-Menzemer, S., Harnew, N., Harrison, T., Hasse, C., Hatch, M., He, J., Hecker, M., Heijhoff, K., Heinicke, K., Heister, A., Hennessy, K., Henry, L., Heß, M., Heuel, J., Hicheur, A., Hidalgo Charman, R., Hill, D., Hilton, M., Hopchev, P. H., Hu, J., Hu, W., Huang, W., Huard, Z. C., Hulsbergen, W., Humair, T., Hushchyn, M., Hutchcroft, D., Hynds, D., Ibis, P., Idzik, M., Ilten, P., Inglessi, A., Inyakin, A., Ivshin, K., Jacobsson, R., Jakobsen, S., Jalocha, J., Jans, E., Jashal, B. K., Jawahery, A., Jiang, F., John, M., Johnson, D., Jones, C. R., Joram, C., Jost, B., Jurik, N., Kandybei, S., Karacson, M., Kariuki, J. M., Karodia, S., Kazeev, N., Kecke, M., Keizer, F., Kelsey, M., Kenzie, M., Ketel, T., Khanji, B., Kharisova, A., Khurewathanakul, C., Kim, K. E., Kirn, T., Kirsebom, V. S., Klaver, S., Klimaszewski, K., Koliiev, S., Kolpin, M., Kondybayeva, A., Konoplyannikov, A., Kopciewicz, P., Kopecna, R., Koppenburg, P., Kostiuk, I., Kot, O., Kotriakhova, S., Kozeiha, M., Kravchuk, L., Kreps, M., Kress, F., Kretzschmar, S., Krokovny, P., Krupa, W., Krzemien, W., Kucewicz, W., Kucharczyk, M., Kudryavtsev, V., Kunde, G. J., Kuonen, A. K., Kvaratskheliya, T., Lacarrere, D., Lafferty, G., Lai, A., Lancierini, D., Lanfranchi, G., Langenbruch, C., Latham, T., Lazzeroni, C., Le Gac, R., Lefèvre, R., Leflat, A., Lemaitre, F., Leroy, O., Lesiak, T., Leverington, B., Li, H., Li, P.-R., Li, X., Li, Y., Li, Z., Liang, X., Likhomanenko, T., Lindner, R., Lionetto, F., Lisovskyi, V., Liu, G., Liu, X., Loh, D., Loi, A., Lomba Castro, J., Longstaff, I., Lopes, J. H., Loustau, G., Lovell, G. H., Lucchesi, D., Lucio Martinez, M., Luo, Y., Lupato, A., Luppi, E., Lupton, O., Lusiani, A., Lyu, X., Machefert, F., Maciuc, F., Macko, V., Mackowiak, P., Maddrell-Mander, S., Maev, O., Maevskiy, A., Maguire, K., Maisuzenko, D., Majewski, M. W., Malde, S., Malecki, B., Malinin, A., Maltsev, T., Malygina, H., Manca, G., Mancinelli, G., Marangotto, D., Maratas, J., Marchand, J. F., Marconi, U., Marin Benito, C., Marinangeli, M., Marino, P., Marks, J., Marshall, P. J., Martellotti, G., Martinazzoli, L., Martinelli, M., Martinez Santos, D., Martinez Vidal, F., Massafferri, A., Materok, M., Matev, R., Mathad, A., Mathe, Z., Matiunin, V., Matteuzzi, C., Mattioli, K. R., Mauri, A., Maurice, E., Maurin, B., McCann, M., McNab, A., McNulty, R., Mead, J. V., Meadows, B., Meaux, C., Meinert, N., Melnychuk, D., Merk, M., Merli, A., Michielin, E., Milanes, D. A., Millard, E., Minard, M.-N., Mineev, O., Minzoni, L., Mitzel, D. S., Mödden, A., Mogini, A., Moise, R. D., Mombächer, T., Monroy, I. A., Monteil, S., Morandin, M., Morello, G., Morello, M. J., Moron, J., Morris, A. B., Mountain, R., Mu, H., Muheim, F., Mukherjee, M., Mulder, M., Müller, D., Müller, J., Müller, K., Müller, V., Murphy, C. H., Murray, D., Naik, P., Nakada, T., Nandakumar, R., Nandi, A., Nanut, T., Nasteva, I., Needham, M., Neri, N., Neubert, S., Neufeld, N., Newcombe, R., Nguyen, T. D., Nguyen-Mau, C., Nieswand, S., Niet, R., Nikitin, N., Nolte, N. S., Oblakowska-Mucha, A., Obraztsov, V., Ogilvy, S., O’Hanlon, D. P., Oldeman, R., Onderwater, C. J. G., Osborn, J. D., Ossowska, A., Otalora Goicochea, J. M., Ovsiannikova, T., Owen, P., Oyanguren, A., Pais, P. R., Pajero, T., Palano, A., Palutan, M., Panshin, G., Papanestis, A., Pappagallo, M., Pappalardo, L. L., Parker, W., Parkes, C., Passaleva, G., Pastore, A., Patel, M., Patrignani, C., Pearce, A., Pellegrino, A., Penso, G., Pepe Altarelli, M., Perazzini, S., Pereima, D., Perret, P., Pescatore, L., Petridis, K., Petrolini, A., Petrov, A., Petrucci, S., Petruzzo, M., Pietrzyk, B., Pietrzyk, G., Pikies, M., Pili, M., Pinci, D., Pinzino, J., Pisani, F., Piucci, A., Placinta, V., Playfer, S., Plews, J., Plo Casasus, M., Polci, F., Poli Lener, M., Poliakova, M., Poluektov, A., Polukhina, N., Polyakov, I., Polycarpo, E., Pomery, G. J., Ponce, S., Popov, A., Popov, D., Poslavskii, S., Prasanth, K., Price, E., Prouve, C., Pugatch, V., Puig Navarro, A., Pullen, H., Punzi, G., Qian, W., Qin, J., Quagliani, R., Quintana, B., Raab, N. V., Rachwal, B., Rademacker, J. H., Rama, M., Ramos Pernas, M., Rangel, M. S., Ratnikov, F., Raven, G., Ravonel Salzgeber, M., Reboud, M., Redi, F., Reichert, S., Reiss, F., Remon Alepuz, C., Ren, Z., Renaudin, V., Ricciardi, S., Richards, S., Rinnert, K., Robbe, P., Robert, A., Rodrigues, A. B., Rodrigues, E., Rodriguez Lopez, J. A., Roehrken, M., Roiser, S., Rollings, A., Romanovskiy, V., Romero Vidal, A., Roth, J. D., Rotondo, M., Rudolph, M. S., Ruf, T., Ruiz Vidal, J., Saborido Silva, J. J., Sagidova, N., Saitta, B., Salustino Guimaraes, V., Sanchez Gras, C., Sanchez Mayordomo, C., Sanmartin Sedes, B., Santacesaria, R., Santamarina Rios, C., Santimaria, M., Santovetti, E., Sarpis, G., Sarti, A., Satriano, C., Satta, A., Saur, M., Savrina, D., Schael, S., Schellenberg, M., Schiller, M., Schindler, H., Schmelling, M., Schmelzer, T., Schmidt, B., Schneider, O., Schopper, A., Schreiner, H. F., Schubiger, M., Schulte, S., Schune, M. H., Schwemmer, R., Sciascia, B., Sciubba, A., Semennikov, A., Sepulveda, E. S., Sergi, A., Serra, N., Serrano, J., Sestini, L., Seuthe, A., Seyfert, P., Shapkin, M., Shears, T., Shekhtman, L., Shevchenko, V., Shmanin, E., Siddi, B. G., Silva Coutinho, R., Silva de Oliveira, L., Simi, G., Simone, S., Skiba, I., Skidmore, N., Skwarnicki, T., Slater, M. W., Smeaton, J. G., Smith, E., Smith, I. T., Smith, M., Soares, M., Soares Lavra, L., Sokoloff, M. D., Soler, F.J.P., Souza De Paula, B., Spaan, B., Spadaro Norella, E., Spradlin, P., Stagni, F., Stahl, M., Stahl, S., Stefko, P., Stefkova, S., Steinkamp, O., Stemmle, S., Stenyakin, O., Stepanova, M., Stevens, H., Stocchi, A., Stone, S., Stracka, S., Stramaglia, M. E., Straticiuc, M., Straumann, U., Strokov, S., Sun, J., Sun, L., Sun, Y., Swientek, K., Szabelski, A., Szumlak, T., Szymanski, M., Tang, Z., Tekampe, T., Tellarini, G., Teubert, F., Thomas, E., Tilley, M. J., Tisserand, V., T’Jampens, S., Tobin, M., Tolk, S., Tomassetti, L., Tonelli, D., Tou, D. Y., Tournefier, E., Traill, M., Tran, M. T., Trisovic, A., Tsaregorodtsev, A., Tuci, G., Tully, A., Tuning, N., Ukleja, A., Usachov, A., Ustyuzhanin, A., Uwer, U., Vagner, A., Vagnoni, V., Valassi, A., Valat, S., Valenti, G., van Beuzekom, M., Van Hecke, H., van Herwijnen, E., Van Hulse, C. B., van Tilburg, J., van Veghel, M., Vazquez Gomez, R., Vazquez Regueiro, P., Vázquez Sierra, C., Vecchi, S., Velthuis, J. J., Veltri, M., Venkateswaran, A., Vernet, M., Veronesi, M., Vesterinen, M., Viana Barbosa, J. V., Vieira, D., Vieites Diaz, M., Viemann, H., Vilasis-Cardona, X., Vitkovskiy, A., Vitti, M., Volkov, V., Vollhardt, A., Vom Bruch, D., Voneki, B., Vorobyev, A., Vorobyev, V., Voropaev, N., Waldi, R., Walsh, J., Wang, J., Wang, J., Wang, M., Wang, Y., Wang, Z., Ward, D. R., Wark, H. M., Watson, N. K., Websdale, D., Weiden, A., Weisser, C., Whitehead, M., Wilkinson, G., Wilkinson, M., Williams, I., Williams, M., Williams, M. R. J., Williams, T., Wilson, F. F., Winn, M., Wislicki, W., Witek, M., Wormser, G., Wotton, S. A., Wyllie, K., Xiang, Z., Xiao, D., Xie, Y., Xing, H., Xu, A., Xu, L., Xu, M., Xu, Q., Xu, Z., Xu, Z., Yang, Z., Yang, Z., Yao, Y., Yeomans, L. E., Yin, H., Yu, J., Yuan, X., Yushchenko, O., Zarebski, K. A., Zavertyaev, M., Zeng, M., Zhang, D., Zhang, L., Zhang, S., Zhang, W. C., Zhang, Y., Zhelezov, A., Zheng, Y., Zhou, Y., Zhu, X., Zhukov, V., Zonneveld, J. B., and Zucchelli, S.
• College/School: College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy
• Journal Name: Physical Review D
• Publisher: American Physical Society
• ISSN: 2470-0010
• ISSN (Online): 2470-0029
• Copyright Holders: Copyright © 2020 CERN for the LHCb Collaboration
• First Published: First published in Physical Review D 101:012006
• Publisher Policy: Reproduced under a Creative Commons License