Amplitude analysis and branching-fraction measurement of $D_{s}^{+} \to π^{+}π^{0}η^{\prime}$

BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, M. Albrecht, R. Aliberti, A. Amoroso, M. R. An, Q. An, X. H. Bai, Y. Bai, O. Bakina, R. Baldini Ferroli, I. Balossino, Y. Ban, V. Batozskaya, D. Becker, K. Begzsuren, N. Berger, M. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, J. Bloms, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, J. F. Chang, W. L. Chang, G. Chelkov, 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, Z. J. Chen, W. S. Cheng, X. Chu, G. Cibinetto, F. Cossio, J. J. Cui, H. L. Dai, J. P. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denysenko, M. Destefanis, F. De~Mori, Y. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, S. X. Du, P. Egorov, Y. L. Fan, J. Fang, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Fang, R. Farinelli, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, K Fischer, M. Fritsch, C. Fritzsch, C. D. Fu, H. Gao, Y. N. Gao, Yang Gao, S. Garbolino, I. Garzia, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, E. M. Gersabeck, A Gilman, K. Goetzen, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, M. Greco, L. M. Gu, M. H. Gu, C. Y Guan, A. Q. Guo, L. B. Guo, R. P. Guo, Y. P. Guo, A. Guskov, T. T. Han, W. Y. Han, X. Q. Hao, F. A. Harris, K. K. He, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, M. Himmelreich, G. Y. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, T. Hu, Y. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Q. Huang, L. Q. Huang, X. T. Huang, Y. P. Huang, Z. Huang, T. Hussain, N Hüsken, W. Imoehl, M. Irshad, J. Jackson, S. Jaeger, S. Janchiv, Q. Ji, Q. P. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, Z. K. Jia, H. B. Jiang, S. S. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, Z. Jiao, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, T. Johansson, N. Kalantar-Nayestanaki, X. S. Kang, R. Kappert, M. Kavatsyuk, B. C. Ke, I. K. Keshk, A. Khoukaz, P. Kiese, R. Kiuchi, R. Kliemt, L. Koch, O. B. Kolcu, B. Kopf, M. Kuemmel, M. Kuessner, A. Kupsc, W. Kühn, J. J. Lane, J. S. Lange, P. Larin, A. Lavania, L. Lavezzi, Z. H. Lei, H. Leithoff, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. Li, C. H. Li, Cheng Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. Li, H. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. N. Li, J. Q. 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, S. Y. Li, T. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. H. Li, X. L. Li, Xiaoyu Li, H. Liang, H. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, L. Z. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. X. Lin, D. X. Lin, T. Lin, B. J. Liu, C. X. Liu, D. Liu, F. H. Liu, Fang Liu, Feng Liu, G. M. Liu, H. 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, 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. Liu, X. C. Lou, F. X. Lu, H. J. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. P. Lu, Z. H. Lu, C. L. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, X. R. Lyu, Y. F. Lyu, F. C. Ma, H. L. Ma, L. L. Ma, M. M. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, R. T. Ma, X. Y. Ma, Y. Ma, F. E. Maas, M. Maggiora, S. Maldaner, S. Malde, Q. A. Malik, A. Mangoni, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, Z. X. Meng, J. G. Messchendorp, G. Mezzadri, H. Miao, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, N. Yu. Muchnoi, Y. Nefedov, I. B. Nikolaev, Z. Ning, S. Nisar, Y. Niu, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, A. Pathak, M. Pelizaeus, H. P. Peng, K. Peters, J. Pettersson, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, S. Pogodin, V. Prasad, F. Z. Qi, H. Qi, H. R. Qi, M. Qi, T. Y. Qi, S. Qian, W. B. Qian, Z. Qian, C. F. Qiao, J. J. Qin, L. Q. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, S. Q. Qu, S. Q. Qu, K. H. Rashid, C. F. Redmer, K. J. Ren, A. Rivetti, V. Rodin, M. Rolo, G. Rong, Ch. Rosner, S. N. Ruan, H. S. Sang, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, C. Schnier, K. Schoenning, M. Scodeggio, K. Y. Shan, W. Shan, X. Y. Shan, J. F. Shangguan, L. G. Shao, M. Shao, C. P. Shen, H. F. Shen, X. Y. Shen, B. -A. Shi, H. C. Shi, J. Y. Shi, q. q. Shi, R. S. Shi, X. Shi, X. D Shi, J. J. Song, W. M. Song, Y. X. Song, S. Sosio, S. Spataro, F. Stieler, K. X. Su, P. P. Su, Y. -J. Su, G. X. Sun, H. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, L. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, X Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. T. Sun, Y. H. Tan, Y. X. Tan, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, L. Y Tao, Q. T. Tao, M. Tat, J. X. Teng, V. Thoren, W. H. Tian, Y. Tian, I. Uman, B. Wang, B. L. Wang, C. W. Wang, D. Y. Wang, F. Wang, H. J. Wang, H. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, M. Wang, M. Z. Wang, Meng Wang, S. Wang, T. Wang, T. J. Wang, W. Wang, W. H. Wang, W. P. Wang, X. Wang, X. F. Wang, X. L. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. H. Wang, Y. Q. Wang, Yi2020 Wang, Z. Wang, Z. Y. Wang, Ziyi Wang, D. H. Wei, F. Weidner, S. P. Wen, D. J. White, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, L. Wollenberg, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, X. Wu, X. H. Wu, Y. Wu, Z. Wu, L. Xia, T. Xiang, D. Xiao, G. Y. Xiao, H. Xiao, S. Y. Xiao, Y. L. Xiao, Z. J. Xiao, C. Xie, X. H. Xie, Y. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Z. P. Xie, T. Y. Xing, C. F. Xu, C. J. Xu, G. F. Xu, H. Y. Xu, Q. J. Xu, S. Y. Xu, X. P. Xu, Y. C. Xu, Z. P. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, L. Yang, S. L. Yang, Tao Yang, Y. X. Yang, Yifan Yang, M. Ye, M. H. Ye, J. H. Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, G. Yu, T. Yu, C. Z. Yuan, L. Yuan, S. C. Yuan, X. Q. Yuan, Y. Yuan, Z. Y. Yuan, C. X. Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, X. Zeng Zeng, Y. Zeng, Y. H. Zhan, A. Q. Zhang, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, H. Zhang, H. H. Zhang, H. H. Zhang, H. Y. 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, Shulei Zhang, X. D. Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Yan Zhang, Yao Zhang, Z. H. Zhang, Z. Y. Zhang, Z. Y. Zhang, G. Zhao, J. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, Lei Zhao, Ling Zhao, M. G. Zhao, Q. Zhao, S. J. Zhao, Y. B. Zhao, Y. X. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, J. P. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, C. Zhong, X. Zhong, H. Zhou, L. P. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, Y. Z. Zhou, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, L. X. Zhu, S. H. Zhu, S. Q. Zhu, T. J. Zhu, W. J. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, B. S. Zou, J. H. Zou

Published 2022-02-09Version 1

Using data collected with the BESIII detector in $e^+e^-$ collisions at center-of-mass energies between 4.178 and 4.226 GeV and corresponding to 6.32~fb$^{-1}$ of integrated luminosity, we report the amplitude analysis and branching-fraction measurement of the $D^+_s \to \pi^+ \pi^0 \eta^{\prime}$ decay. We find that the dominant intermediate process is $D^+_s \to\rho^+ \eta^{\prime}$ and the significances of other resonant and nonresonant processes are all less than $3\sigma$. The upper limits on the branching fractions of $S$-wave and $P$-wave nonresonant components are set to $0.10\%$ and $0.74\%$ at the $90\%$ confidence level, respectively. In addition, the branching fraction of the $D^+_s \to \pi^+ \pi^0 \eta^{\prime}$ decay is measured to be $(6.15\pm0.25(\rm stat.)\pm0.18(\rm syst.))\%$, which receives significant contribution only from $D_s^+\to \rho^+\eta^{\prime}$ according to the amplitude analysis.