Measurements of branching fractions of leptonic and hadronic $ D_s^{+} $ meson decays and extraction of the $ D_s^{+} $ meson decay constant
Authors:   The BELLE collaboration, Zupanc A. , Adachi I. , Aihara H. , Arinstein K. , Asner D. M. , Aushev T. , Bakich A. M. , Bala A. , Bhuyan B. , Bonvicini G. , Bozek A. , Bračko M. , Brodzicka J. , Browder T. E. , Chang M.-C. , Chang P. , Chekelian V. , Chen A. , Chen P. , Cheon B. G. , Chilikin K. , Chistov R. , Cho K. , Chobanova V. , Choi S.-K. , Choi Y. , Cinabro D. , Dalseno J. , Danilov M. , Doležal Z. , Drásal Z. , Dutta D. , Eidelman S. , Farhat H. , Fast J. E. , Ferber T. , Gaur V. , Gabyshev N. , Ganguly S. , Gillard R. , Goh Y. M. , Golob B. , Haba J. , Hara T. , Hayasaka K. , Hayashii H. , Horii Y. , Hoshi Y. , Hou W.-S. , Hsiung Y. B. , Hyun H. J. , Iijima T. , Inami K. , Ishikawa A. , Itoh R. , Iwasaki Y. , Iwashita T. , Jaegle I. , Julius T. , Kato E. , Kawai H. , Kawasaki T. , Kichimi H. , Kiesling C. , Kim D. Y. , Kim H. O. , Kim J. B. , Kim J. H. , Kim M. J. , Kim Y. J. , Kinoshita K. , Klucar J. , Ko B. R. , Kodyš P. , Korpar S. , Križan P. , Krokovny P. , Kronenbitter B. , Kuhr T. , Kumita T. , Kuzmin A. , Kwon Y.-J. , Lange J. S. , Lee S.-H. , Li J. , Libby J. , Liu Z. Q. , Liventsev D. , Lukin P. , Miyata H. , Mizuk R. , Mohanty G. B. , Moll A. , Mussa R. , Nakano E. , Nakao M. , Nedelkovska E. , Nisar N. K. , Nishida S. , Nitoh O. , Ogawa S. , Okuno S. , Pakhlova G. , Park C. W. , Park H. , Park H. K. , Pedlar T. K. , Pestotnik R. , Petrič M. , Piilonen L. E. , Prim M. , Ritter M. , Röhrken M. , Rostomyan A. , Ryu S. , Sahoo H. , Saito T. , Sakai Y. , Sandilya S. , Santelj L. , Sanuki T. , Sato Y. , Savinov V. , Schneider O. , Schnell G. , Schwanda C. , Schwartz A. J. , Semmler D. , Senyo K. , Sevior M. E. , Shapkin M. , Shen C. P. , Shibata T.-A. , Shiu J.-G. , Shwartz B. , Sibidanov A. , Simon F. , Sohn Y.-S. , Sokolov A. , Solovieva E. , Starič M. , Steder M. , Sumiyoshi T. , Tamponi U. , Tanida K. , Tatishvili G. , Teramoto Y. , Trabelsi K. , Tsuboyama T. , Uchida M. , Uglov T. , Uno S. , Usov Y. , Vahsen S. E. , Van Hulse C. , Vanhoefer P. , Varner G. , Vinokurova A. , Vorobyev V. , Wagner M. N. , Wang C. H. , Wang M.-Z. , Wang P. , Wang X. L. , Watanabe M. , Watanabe Y. , Won E. , Yamashita Y. , Yashchenko S. , Zhang Z. P. , Zhilich V. , Zhulanov V. 
Published: September 2013

Abstract

We present measurements of absolute branching fractions of hadronic and lep-tonic
$ D_s^{+} $
decays to K
−
K
+
π
+,
$ {{\overline{K}}^0} $

K
+, ηπ
+, μ
+
ν

μ
and τ
+
ν

τ
and report a search for the leptonic
$ D_s^{+} $
→ e
+
ν

e
decays. The results are obtained from a data sample of 913 fb−1 collected at or near the
$ \varUpsilon $
(4S) and
$ \varUpsilon $
(5S) resonances with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e
+
e
− collider. The branching fractions of hadronic decays are measured to be

$ \begin{array}{*{20}{c}} {\mathcal{B}\left( {D_s^{+}\ \to\ {K^{-}}{K^{+}}{\pi^{+}}} \right) = \left( {5.06\pm 0.15\pm 0.21} \right)\%,} \\ {\mathcal{B}\left( {D_s^{+}\ \to\ {{\overline{K}}^0}{K^{+}}} \right) = \left( {2.95\pm 0.11\pm 0.09} \right)\%,} \\ {\mathcal{B}\left( {D_s^{+}\ \to\ \eta {\pi^{+}}} \right) = \left( {1.82\pm 0.14\pm 0.07} \right)\%,} \\ \end{array} $
where the first and second uncertainties are statistical and systematic, respectively. The branching fractions of leptonic decays are measured to be

$ \begin{array}{*{20}{c}} {\mathcal{B}\left( {D_s^{+}\ \to\ {\mu^{+}}{\nu_{\mu }}} \right)=\left( {0.531\pm 0.028\pm 0.020} \right)\%,} \\ {\mathcal{B}\left( {D_s^{+}\to {\tau^{+}}{\nu_{\tau }}} \right)=\left( {5.70\pm 0.21_{-0.30}^{-0.31 }} \right)\%,} \\ \end{array} $
which are combined to determine the
$ D_s^{+} $
meson decay constant

$ {f_{{{D_s}}}}=\left( {255.5\pm 4.2\pm 5.1} \right)\ \mathrm{MeV}. $

We find no significant signal for
$ D_s^{+} $
→ e
+
ν

e
decays and set an upper limit of
$ \mathcal{B}\left( {D_s^{+}\ \to\ {e^{+}}{\nu_e}} \right) $

< 1.0(0.83) × 10−4 at 95% (90%) confidence level.