Measurement of D⁰-D̅⁰ mixing using the ratio of lifetimes for the decays D⁰→K⁻π⁺ and K⁺K⁻

Creators: Aubert, B.; Karyotakis, Y.; Lees, J. P.; Poireau, V.; Prencipe, E.; Prudent, X.; Tisserand, V.; Garra Tico, J.; Grauges, E.; Martinelli, M.; Palano, A.; Pappagallo, M.; Eigen, G.; Stugu, B.; Sun, L.; Battaglia, M.; Brown, D. N.; Hooberman, B.; Kerth, L. T.; Kolomensky, Yu. G.; Lynch, G.; Osipenkov, I. L.; Tackmann, K.; Tanabe, T.; Hawkes, C. M.; Soni, N.; Watson, A. T.; Koch, H.; Schroeder, T.; Asgeirsson, D. J.; Hearty, C.; Mattison, T. S.; McKenna, J. A.; Barrett, M.; Khan, A.; Randle-Conde, A.; Blinov, V. E.; Bukin, A. D.; Buzykaev, A. R.; Druzhinin, V. P.; Golubev, V. B.; Onuchin, A. P.; Serednyakov, S. I.; Skovpen, Yu. I.; Solodov, E. P.; Todyshev, K. Yu.; Bondioli, M.; Curry, S.; Eschrich, I.; Kirkby, D.; Lankford, A. J.; Lund, P.; Mandelkern, M.; Martin, E. C.; Stoker, D. P.; Atmacan, H.; Gary, J. W.; Liu, F.; Long, O.; Vitug, G. M.; Yasin, Z.; Sharma, V.; Campagnari, C.; Hong, T. M.; Kovalskyi, D.; Mazur, M. A.; Richman, J. D.; Beck, T. W.; Eisner, A. M.; Heusch, C. A.; Kroseberg, J.; Lockman, W. S.; Martinez, A. J.; Schalk, T.; Schumm, B. A.; Seiden, A.; Wang, L.; Winstrom, L. O.; Cheng, C. H.; Doll, D. A.; Echenard, B.; Fang, F.; Hitlin, D. G.; Narsky, I.; Ongmongkolkul, P.; Piatenko, T.; Porter, F. C.; Andreassen, R.; Mancinelli, G.; Meadows, B. T.; Mishra, K.; Sokoloff, M. D.; Bloom, P. C.; Ford, W. T.; Gaz, A.; Hirschauer, J. F.; Nagel, M.; Nauenberg, U.; Smith, J. G.; Wagner, S. R.; Ayad, R.; Toki, W. H.; Wilson, R. J.; Feltresi, E.; Hauke, A.; Jasper, H.; Karbach, T. M.; Merkel, J.; Petzold, A.; Spaan, B.; Wacker, K.; Kobel, M. J.; Nogowski, R.; Schubert, K. R.; Schwierz, R.; Bernard, D.; Latour, E.; Verderi, M.; Clark, P. J.; Playfer, S.; Watson, J. E.; Andreotti, M.; Bettoni, D.; Bozzi, C.; Calabrese, R.; Cecchi, A.; Cibinetto, G.; Fioravanti, E.; Franchini, P.; Luppi, E.; Munerato, M.; Negrini, M.; Petrella, A.; Piemontese, L.; Santoro, V.; Baldini-Ferroli, R.; Calcaterra, A.; De Sangro, R.; Finocchiaro, G.; Pacetti, S.; Patteri, P.; Peruzzi, I. M.; Piccolo, M.; Rama, M.; Zallo, A.; Contri, R.; Guido, E.; Lo Vetere, M.; Monge, M. R.; Passaggio, S.; Patrignani, C.; Robutti, E.; Tosi, S.; Chaisanguanthum, K. S.; Morii, M.; Adametz, A.; Marks, J.; Schenk, S.; Uwer, U.; Bernlochner, F. U.; Klose, V.; Lacker, H. M.; Lueck, T.; Volk, A.; Bard, D. J.; Dauncey, P. D.; Tibbetts, M.; Behera, P. K.; Charles, M. J.; Mallik, U.; Cochran, J.; Crawley, H. B.; Dong, L.; Eyges, V.; Meyer, W. T.; Prell, S.; Rosenberg, E. I.; Rubin, A. E.; Gao, Y. Y.; Gritsan, A. V.; Guo, Z. J.; Arnaud, N.; Béquilleux, J.; D'Orazio, A.; Davier, M.; Derkach, D.; Firmino da Costa, J.; Grosdidier, G.; Le Diberder, F.; Lepeltier, V.; Lutz, A. M.; Malaescu, B.; Pruvot, S.; Roudeau, P.; Schune, M. H.; Serrano, J.; Sordini, V.; Stocchi, A.; Wormser, G.; Lange, D. J.; Wright, D. M.; Bingham, I.; Burke, J. P.; Chavez, C. A.; Fry, J. R.; Gabathuler, E.; Gamet, R.; Hutchcroft, D. E.; Payne, D. J.; Touramanis, C.; Bevan, A. J.; Clarke, C. K.; Di Lodovico, F.; Sacco, R.; Sigamani, M.; Cowan, G.; Paramesvaran, S.; Wren, A. C.; Brown, D. N.; Davis, C. L.; Denig, A. G.; Fritsch, M.; Gradl, W.; Hafner, A.; Alwyn, K. E.; Bailey, D.; Barlow, R. J.; Jackson, G.; Lafferty, G. D.; West, T. J.; Yi, J. I.; Anderson, J.; Chen, C.; Jawahery, A.; Roberts, D. A.; Simi, G.; Tuggle, J. M.; Dallapiccola, C.; Salvati, E.; Cowan, R.; Dujmic, D.; Fisher, P. H.; Henderson, S. W.; Sciolla, G.; Spitznagel, M.; Yamamoto, R. K.; Zhao, M.; Patel, P. M.; Robertson, S. H.; Schram, M.; Biassoni, P.; Lazzaro, A.; Lombardo, V.; Palombo, F.; Stracka, S.; Cremaldi, L.; Godang, R.; Kroeger, R.; Sonnek, P.; Summers, D. J.; Zhao, H. W.; Simard, M.; Taras, P.; Nicholson, H.; De Nardo, G.; Lista, L.; Monorchio, D.; Onorato, G.; Sciacca, C.; Raven, G.; Snoek, H. L.; Jessop, C. P.; Knoepfel, K. J.; LoSecco, J. M.; Wang, W. F.; Corwin, L. A.; Honscheid, K.; Kagan, H.; Kass, R.; Morris, J. P.; Rahimi, A. M.; Sekula, S. J.; Wong, Q. K.; Blount, N. L.; Brau, J.; Frey, R.; Igonkina, O.; Kolb, J. A.; Lu, M.; Rahmat, R.; Sinev, N. B.; Strom, D.; Strube, J.; Torrence, E.; Castelli, G.; Gagliardi, N.; Margoni, M.; Morandin, M.; Posocco, M.; Rotondo, M.; Simonetto, F.; Stroili, R.; Voci, C.; del Amo Sanchez, P.; Ben-Haim, E.; Bonneaud, G. R.; Briand, H.; Chauveau, J.; Hamon, O.; Leruste, Ph.; Marchiori, G.; Ocariz, J.; Perez, A.; Prendki, J.; Sitt, S.; Gladney, L.; Biasini, M.; Manoni, E.; Angelini, C.; Batignani, G.; Bettarini, S.; Calderini, G.; Carpinelli, M.; Cervelli, A.; Forti, F.; Giorgi, M. A.; Lusiani, A.; Morganti, M.; Neri, N.; Paoloni, E.; Rizzo, G.; Walsh, J. J.; Lopes Pegna, D.; Lu, C.; Olsen, J.; Smith, A. J. S.; Telnov, A. V.; Anulli, F.; Baracchini, E.; Cavoto, G.; Faccini, R.; Ferrarotto, F.; Ferroni, F.; Gaspero, M.; Jackson, P. D.; Li Gioi, L.; Mazzoni, M. A.; Morganti, S.; Piredda, G.; Renga, F.; Voena, C.; Ebert, M.; Hartmann, T.; Schröder, H.; Waldi, R.; Adye, T.; Franek, B.; Olaiya, E. O.; Wilson, F. F.; Emery, S.; Esteve, L.; Hamel de Monchenault, G.; Kozanecki, W.; Vasseur, G.; Yèche, Ch.; Zito, M.; Allen, M. T.; Aston, D.; Bartoldus, R.; Benitez, J. F.; Cenci, R.; Coleman, J. P.; Convery, M. R.; Dingfelder, J. C.; Dorfan, J.; Dubois-Felsmann, G. P.; Dunwoodie, W.; Field, R. C.; Franco Sevilla, M.; Fulsom, B. G.; Gabareen, A. M.; Graham, M. T.; Grenier, P.; Hast, C.; Innes, W. R.; Kaminski, J.; Kelsey, M. H.; Kim, H.; Kim, P.; Kocian, M. L.; Leith, D. W. G. S.; Li, S.; Lindquist, B.; Luitz, S.; Luth, V.; Lynch, H. L.; MacFarlane, D. B.; Marsiske, H.; Messner, R.; Muller, D. R.; Neal, H.; Nelson, S.; O'Grady, C. P.; Ofte, I.; Perl, M.; Ratcliff, B. N.; Roodman, A.; Salnikov, A. A.; Schindler, R. H.; Schwiening, J.; Snyder, A.; Su, D.; Sullivan, M. K.; Suzuki, K.; Swain, S. K.; Thompson, J. M.; Va'vra, J.; Wagner, A. P.; Weaver, M.; West, C. A.; Wisniewski, W. J.; Wittgen, M.; Wright, D. H.; Wulsin, H. W.; Yarritu, A. K.; Young, C. C.; Ziegler, V.; Chen, X. R.; Liu, H.; Park, W.; Purohit, M. V.; White, R. M.; WIlson, J. R.; Bellis, M.; Burchat, P. R.; Edwards, A. J.; Miyashita, T. S.; Ahmed, S.; Alam, M. S.; Ernst, J. A.; Pan, B.; Saeed, M. A.; Zain, S. B.; Soffer, A.; Spanier, S. M.; Wogsland, B. J.; Eckmann, R.; Ritchie, J. L.; Ruland, A. M.; Schilling, C. J.; Schwitters, R. F.; Wray, B. C.; Drummond, B. W.; Izen, J. M.; Lou, X. C.; Bianchi, F.; Gamba, D.; Pelliccioni, M.; Bomben, M.; Bosisio, L.; Cartaro, C.; Della Ricca, G.; Lanceri, L.; Vitale, L.; Azzolini, V.; Lopez-March, N.; Martinez-Vidal, F.; Milanes, D. A.; Oyanguren, A.; Albert, J.; Banerjee, Sw.; Bhuyan, B.; Choi, H. H. F.; Hamano, K.; King, G. J.; Kowalewski, R.; Lewczuk, M. J.; Nugent, I. M.; Roney, J. M.; Sobie, R. J.; Gershon, T. J.; Harrison, P. F.; Ilic, J.; Latham, T. E.; Mohanty, G. B.; Puccio, E. M. T.; Band, H. R.; Chen, X.; Dasu, S.; Flood, K. T.; Pan, Y.; Prepost, R.; Vuosalo, C. O.; Wu, S. L.; BaBar Collaboration

Abstract

We measure the rate of D^0-D̅ ^0 mixing with the observable y_(CP)=(τ_(Kπ)/τ_(KK))-1, where τ_(KK) and τ_(Kπ) are, respectively, the mean lifetimes of CP-even D^0→K^+K^- and CP-mixed D^0→K^-π^+ decays, using a data sample of 384 fb^(-1) collected by the BABAR detector at the SLAC PEP-II asymmetric-energy B Factory. From a sample of D^0 and D̅ ^0 decays where the initial flavor of the decaying meson is not determined, we obtain y_(CP)=[1.12±0.26(stat)±0.22(syst)]%, which excludes the no-mixing hypothesis at 3.3σ, including both statistical and systematic uncertainties. This result is in good agreement with a previous BABAR measurement of y_(CP) obtained from a sample of D^(*+)→D^0π^+ events, where the D^0 decays to K^-π^+, K^+K^-, and π^+π^-, which is disjoint with the untagged D^0 events used here. Combining the two results taking into account statistical and systematic uncertainties, where the systematic uncertainties are assumed to be 100% correlated, we find y_(CP)=[1.16±0.22(stat)±0.18(syst)]%, which excludes the no-mixing hypothesis at 4.1σ.

Additional Information

© 2009 The American Physical Society. Received 7 August 2009; published 29 October 2009. We are grateful for the extraordinary contributions of our PEP-II colleagues in achieving the excellent luminosity and machine conditions that have made this work possible. The success of this project also relies critically on the expertise and dedication of the computing organizations that support BABAR. The collaborating institutions wish to thank SLAC for its support and the kind hospitality extended to them. This work is supported by the U.S. Department of Energy and National Science Foundation, the Natural Sciences and Engineering Research Council (Canada), the Commissariat à l'Energie Atomique and Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules (France), the Bundesministerium für Bildung und Forschung and Deutsche Forschungsgemeinschaft (Germany), the Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Italy), the Foundation for Fundamental Research on Matter (The Netherlands), the Research Council of Norway, the Ministry of Education and Science of the Russian Federation, Ministerio de Educaciόn y Ciencia (Spain), and the Science and Technology Facilities Council (United Kingdom). Individuals have received support from the Marie Curie IEF program (European Union) and the A. P. Sloan Foundation.

Attached Files

Published - Aubert2009p6395Phys_Rev_D.pdf

Files

Aubert2009p6395Phys_Rev_D.pdf

Files (334.1 kB)

Name	Size	Download all
Aubert2009p6395Phys_Rev_D.pdf md5:47a542f0a7e77dac52df25fcb4817a5f	334.1 kB	Preview Download

Additional details

	All versions	This version
Views	0	0
Downloads	0	0
Data volume	0 Bytes	0 Bytes