Study of the
f0(980)
and
f0(500)
Scalar Mesons through the Decay
Ds+→π+π−e+νe
Authors: Ablikim M. , Achasov M. N. , Adlarson P. , Aliberti R. , Amoroso A. , An M. R. , An Q. , Bai Y. , Bakina O. , Balossino I. , Ban Y. , Batozskaya V. , Begzsuren K. , Berger N. , Berlowski M. , Bertani M. , Bettoni D. , Bianchi F. , Bianco E. , Bloms J. , Bortone A. , Boyko I. , Briere R. A. , Brueggemann A. , Cai H. , Cai X. , Calcaterra A. , Cao G. F. , Cao N. , Cetin S. A. , Chang J. F. , Chang T. T. , Chang W. L. , Che G. R. , Chelkov G. , Chen C. , Chen Chao , Chen G. , Chen H. S. , Chen M. L. , Chen S. J. , Chen S. M. , Chen T. , Chen X. R. , Chen X. T. , Chen Y. B. , Chen Y. Q. , Chen Z. J. , Cheng W. S. , Choi S. K. , Chu X. , Cibinetto G. , Coen S. C. , Cossio F. , Cui J. J. , Dai H. L. , Dai J. P. , Dbeyssi A. , de Boer R. E. , Dedovich D. , Deng Z. Y. , Denig A. , Denysenko I. , Destefanis M. , De Mori F. , Ding B. , Ding X. X. , Ding Y. , Ding Y. , Dong J. , Dong L. Y. , Dong M. Y. , Dong X. , Du S. X. , Duan Z. H. , Egorov P. , Fan Y. L. , Fang J. , Fang S. S. , Fang W. X. , Fang Y. , Farinelli R. , Fava L. , Feldbauer F. , Felici G. , Feng C. Q. , Feng J. H. , Fischer K. , Fritsch M. , Fritzsch C. , Fu C. D. , Fu J. L. , Fu Y. W. , Gao H. , Gao Y. N. , Gao Yang , Garbolino S. , Garzia I. , Ge P. T. , Ge Z. W. , Geng C. , Gersabeck E. M. , Gilman A. , Goetzen K. , Gong L. , Gong W. X. , Gradl W. , Gramigna S. , Greco M. , Gu M. H. , Gu Y. T. , Guan C. Y. , Guan Z. L. , Guo A. Q. , Guo L. B. , Guo R. P. , Guo Y. P. , Guskov A. , Hou X. T. , Han T. T. , Han W. Y. , Hao X. Q. , Harris F. A. , He K. K. , He K. L. , Heinsius F. H. , Heinz C. H. , Heng Y. K. , Herold C. , Holtmann T. , Hong P. C. , Hou G. Y. , Hou Y. R. , Hou Z. L. , Hu H. M. , Hu J. F. , Hu T. , Hu Y. , Huang G. S. , Huang K. X. , Huang L. Q. , Huang X. T. , Huang Y. P. , Hussain T. , Hüsken N. , Imoehl W. , Irshad M. , Jackson J. , Jaeger S. , Janchiv S. , Jeong J. H. , Ji Q. , Ji Q. P. , Ji X. B. , Ji X. L. , Ji Y. Y. , Jia Z. K. , Jiang P. C. , Jiang S. S. , Jiang T. J. , Jiang X. S. , Jiang Y. , Jiao J. B. , Jiao Z. , Jin S. , Jin Y. , Jing M. Q. , Johansson T. , Kui X. , Kabana S. , Kalantar-Nayestanaki N. , Kang X. L. , Kang X. S. , Kappert R. , Kavatsyuk M. , Ke B. C. , Khoukaz A. , Kiuchi R. , Kliemt R. , Koch L. , Kolcu O. B. , Kopf B. , Kuessner M. K. , Kupsc A. , Kühn W. , Lane J. J. , Lange J. S. , Larin P. , Lavania A. , Lavezzi L. , Lei T. T. , Lei Z. H. , Leithoff H. , Lellmann M. , Lenz T. , Li C. , Li C. , Li C. H. , Li Cheng , Li D. M. , Li F. , Li G. , Li H. , Li H. B. , Li H. J. , Li H. N. , Li Hui , Li J. R. , Li J. S. , Li J. W. , Li Ke , Li L. J. , Li L. K. , Li Lei , Li M. H. , Li P. R. , Li S. X. , Li T. , Li W. D. , Li W. G. , Li X. H. , Li X. L. , Li Xiaoyu , Li Y. G. , Li Z. J. , Li Z. X. , Li Z. Y. , Liang C. , Liang H. , Liang H. , Liang H. , Liang Y. F. , Liang Y. T. , Liao G. R. , Liao L. Z. , Libby J. , Limphirat A. , Lin D. X. , Lin T. , Liu B. J. , Liu B. X. , Liu C. , Liu C. X. , Liu D. , Liu F. H. , Liu Fang , Liu Feng , Liu G. M. , Liu H. , Liu H. B. , Liu H. M. , Liu Huanhuan , Liu Huihui , Liu J. B. , Liu J. L. , Liu J. Y. , Liu K. , Liu K. Y. , Liu Ke , Liu L. , Liu L. C. , Liu Lu , Liu M. H. , Liu P. L. , Liu Q. , Liu S. B. , Liu T. , Liu W. K. , Liu W. M. , Liu X. , Liu Y. , Liu Y. B. , Liu Z. A. , Liu Z. Q. , Lou X. C. , Lu F. X. , Lu H. J. , Lu J. G. , Lu X. L. , Lu Y. , Lu Y. P. , Lu Z. H. , Luo C. L. , Luo M. X. , Luo T. , Luo X. L. , Lyu X. R. , Lyu Y. F. , Ma F. C. , Ma H. L. , Ma J. L. , Ma L. L. , Ma M. M. , Ma Q. M. , Ma R. Q. , Ma R. T. , Ma X. Y. , Ma Y. , Ma Y. M. , Maas F. E. , Maggiora M. , Maldaner S. , Malde S. , Mangoni A. , Mao Y. J. , Mao Z. P. , Marcello S. , Meng Z. X. , Messchendorp J. G. , Mezzadri G. , Miao H. , Min T. J. , Mitchell R. E. , Mo X. H. , Muchnoi N. Yu. , Nefedov Y. , Nerling F. , Nikolaev I. B. , Ning Z. , Nisar S. , Niu Y. , Olsen S. L. , Ouyang Q. , Pacetti S. , Pan X. , Pan Y. , Pathak A. , Patteri P. , Pei Y. P. , Pelizaeus M. , Peng H. P. , Peters K. , Ping J. L. , Ping R. G. , Plura S. , Pogodin S. , Prasad V. , Qi F. Z. , Qi H. , Qi H. R. , Qi M. , Qi T. Y. , Qian S. , Qian W. B. , Qiao C. F. , Qin J. J. , Qin L. Q. , Qin X. P. , Qin X. S. , Qin Z. H. , Qiu J. F. , Qu S. Q. , Redmer C. F. , Ren K. J. , Rivetti A. , Rodin V. , Rolo M. , Rong G. , Rosner Ch. , Ruan S. N. , Salone N. , Sarantsev A. , Schelhaas Y. , Schoenning K. , Scodeggio M. , Shan K. Y. , Shan W. , Shan X. Y. , Shangguan J. F. , Shao L. G. , Shao M. , Shen C. P. , Shen H. F. , Shen W. H. , Shen X. Y. , Shi B. A. , Shi H. C. , Shi J. L. , Shi J. Y. , Shi Q. Q. , Shi R. S. , Shi X. , Song J. J. , Song T. Z. , Song W. M. , Song Y. J. , Song Y. X. , Sosio S. , Spataro S. , Stieler F. , Su Y. J. , Sun G. B. , Sun G. X. , Sun H. , Sun H. K. , Sun J. F. , Sun K. , Sun L. , Sun S. S. , Sun T. , Sun W. Y. , Sun Y. , Sun Y. J. , Sun Y. Z. , Sun Z. T. , Tan Y. X. , Tang C. J. , Tang G. Y. , Tang J. , Tang Y. A. , Tao L. Y. , Tao Q. T. , Tat M. , Teng J. X. , Thoren V. , Tian W. H. , Tian W. H. , Tian Y. , Tian Z. F. , Uman I. , Wang B. , Wang B. L. , Wang Bo , Wang C. W. , Wang D. Y. , Wang F. , Wang H. J. , Wang H. P. , Wang K. , Wang L. L. , Wang M. , Wang Meng , Wang S. , Wang S. , Wang T. , Wang T. J. , Wang W. , Wang W. , Wang W. H. , Wang W. P. , Wang X. , Wang X. F. , Wang X. J. , Wang X. L. , Wang Y. , Wang Y. D. , Wang Y. F. , Wang Y. H. , Wang Y. N. , Wang Y. Q. , Wang Yaqian , Wang Yi , Wang Z. , Wang Z. L. , Wang Z. Y. , Wang Ziyi , Wei D. , Wei D. H. , Weidner F. , Wen S. P. , Wenzel C. W. , Wiedner U. W. , Wilkinson G. , Wolke M. , Wollenberg L. , Wu C. , Wu J. F. , Wu L. H. , Wu L. J. , Wu X. , Wu X. H. , Wu Y. , Wu Y. J. , Wu Z. , Xia L. , Xian X. M. , Xiang T. , Xiao D. , Xiao G. Y. , Xiao H. , Xiao S. Y. , Xiao Y. L. , Xiao Z. J. , Xie C. , Xie X. H. , Xie Y. , Xie Y. G. , Xie Y. H. , Xie Z. P. , Xing T. Y. , Xu C. F. , Xu C. J. , Xu G. F. , Xu H. Y. , Xu Q. J. , Xu Q. N. , Xu W. , Xu W. L. , Xu X. P. , Xu Y. C. , Xu Z. P. , Xu Z. S. , Yan F. , Yan L. , Yan W. B. , Yan W. C. , Yan X. Q. , Yang H. J. , Yang H. L. , Yang H. X. , Yang Tao , Yang Y. , Yang Y. F. , Yang Y. X. , Yang Yifan , Yang Z. W. , Ye M. , Ye M. H. , Yin J. H. , You Z. Y. , Yu B. X. , Yu C. X. , Yu G. , Yu J. S. , Yu T. , Yu X. D. , Yuan C. Z. , Yuan L. , Yuan S. C. , Yuan X. Q. , Yuan Y. , Yuan Z. Y. , Yue C. X. , Zafar A. A. , Zeng F. R. , Zeng X. , Zeng Y. , Zeng Y. J. , Zhai X. Y. , Zhan Y. H. , Zhang A. Q. , Zhang B. L. , Zhang B. X. , Zhang D. H. , Zhang G. Y. , Zhang H. , Zhang H. H. , Zhang H. H. , Zhang H. Q. , Zhang H. Y. , Zhang J. J. , Zhang J. L. , Zhang J. Q. , Zhang J. W. , Zhang J. X. , Zhang J. Y. , Zhang J. Z. , Zhang Jianyu , Zhang Jiawei , Zhang L. M. , Zhang L. Q. , Zhang Lei , Zhang P. , Zhang Q. Y. , Zhang Shuihan , Zhang Shulei , Zhang X. D. , Zhang X. M. , Zhang X. Y. , Zhang X. Y. , Zhang Y. , Zhang Y. , Zhang Y. T. , Zhang Y. H. , Zhang Yan , Zhang Yao , Zhang Z. H. , Zhang Z. L. , Zhang Z. Y. , Zhang Z. Y. , Zhao G. , Zhao J. , Zhao J. Y. , Zhao J. Z. , Zhao Lei , Zhao Ling , Zhao M. G. , Zhao S. J. , Zhao Y. B. , Zhao Y. X. , Zhao Z. G. , Zhemchugov A. , Zheng B. , Zheng J. P. , Zheng W. J. , Zheng Y. H. , Zhong B. , Zhong X. , Zhou H. , Zhou L. P. , Zhou X. , Zhou X. K. , Zhou X. R. , Zhou X. Y. , Zhou Y. Z. , Zhu J. , Zhu K. , Zhu K. J. , Zhu L. , Zhu L. X. , Zhu S. H. , Zhu S. Q. , Zhu T. J. , Zhu W. J. , Zhu Y. C. , Zhu Z. A. , Zou J. H. , Zu J. ,   BESIII Collaboration
Published: April 2024

Using e+e− collision data corresponding to an integrated luminosity of 7.33  fb−1 recorded by the BESIII detector at center-of-mass energies between 4.128 and 4.226 GeV, we present an analysis of the decay Ds+→π+π−e+νe, where the Ds+ is produced via the process e+e−→Ds*±Ds∓. We observe the f0(980) in the π+π− system and the branching fraction of the decay Ds+→f0(980)e+νe with f0(980)→π+π− measured to be (1.72±0.13stat±0.10syst)×10−3, where the uncertainties are statistical and systematic, respectively. The dynamics of the Ds+→f0(980)e+νe decay are studied with the simple pole parametrization of the hadronic form factor and the Flatté formula describing the f0(980) in the differential decay rate, and the product of the form factor f+f0(0) and the c→s Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matrix element |Vcs| is determined for the first time to be f+f0(0)|Vcs|=0.504±0.017stat±0.035syst. Furthermore, the decay Ds+→f0(500)e+νe is searched for the first time but no signal is found. The upper limit on the branching fraction of Ds+→f0(500)e+νe, f0(500)→π+π− decay is set to be 3.3×10−4 at 90% confidence level.

Published by the American Physical Society
2024