# Analysis of $D^+\to\bar K^0e^+\nu_e$ and $D^+\to\pi^0e^+\nu_e$   Semileptonic Decays

**Authors:** BESIII Collaboration: M. Ablikim, M. N. Achasov, S. Ahmed, X. C. Ai,, O. Albayrak, M. Albrecht, D. J. Ambrose, A. Amoroso, F. F. An, Q. An, J. Z., Bai, O. Bakina, R. Baldini Ferroli, Y. Ban, D. W. Bennett, J. V. Bennett, N., Berger, M. Bertani, D. Bettoni, J. M. Bian, F. Bianchi, E. Boger, I. Boyko,, R. A. Briere, H. Cai, X. Cai, O. Cakir, A. Calcaterra, G. F. Cao, S. A., Cetin, J. Chai, J. F. Chang, G. Chelkov, G. Chen, H. S. Chen, J. C. Chen, M., L. Chen, S. Chen, S. J. Chen, X. Chen, X. R. Chen, Y. B. Chen, X. K. Chu, G., Cibinetto, H. L. Dai, J. P. Dai, A. Dbeyssi, D. Dedovich, Z. Y. Deng, A., Denig, I. Denysenko, M. Destefanis, F. De Mori, Y. Ding, C. Dong, J. Dong, L., Y. Dong, M. Y. Dong, Z. L. Dou, S. X. Du, P. F. Duan, J. Z. Fan, J. Fang, S., S. Fang, X. Fang, Y. Fang, R. Farinelli, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C., Q. Feng, E. Fioravanti, M. Fritsch, C. D. Fu, Q. Gao, X. L. Gao, Y. Gao, Z., Gao, I. Garzia, K. Goetzen, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, M. Greco, M. H., Gu, Y. T. Gu, Y. H. Guan, A. Q. Guo, L. B. Guo, R. P. Guo, Y. Guo, Y. P. Guo,, Z. Haddadi, A. Hafner, S. Han, X. Q. Hao, F. A. Harris, K. L. He, F. H., Heinsius, T. Held, Y. K. Heng, T. Holtmann, Z. L. Hou, C. Hu, H. M. Hu, T., Hu, Y. Hu, G. S. Huang, J. S. Huang, X. T. Huang, X. Z. Huang, Z. L. Huang,, T. Hussain, W. Ikegami Andersson, Q. Ji, Q. P. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, L. L., Jiang, L. W. Jiang, X. S. Jiang, X. Y. Jiang, J. B. Jiao, Z. Jiao, D. P. Jin,, S. Jin, T. Johansson, A. Julin, N. Kalantar-Nayestanaki, X. L. Kang, X. S., Kang, M. Kavatsyuk, B. C. Ke, P. Kiese, R. Kliemt, B. Kloss, O. B. Kolcu, B., Kopf, M. Kornicer, A. Kupsc, W. Kuhn, J. S. Lange, M. Lara, P. Larin, H., Leithoff, C. Leng, C. Li, Cheng Li, D. M. Li, F. Li, F. Y. Li, G. Li, H. B., Li, H. J. Li, J. C. Li, Jin Li, K. Li, K. Li, Lei Li, P. R. Li, Q. Y. Li, T., Li, W. D. Li, W. G. Li, X. L. Li, X. N. Li, X. Q. Li, Y. B. Li, Z. B. Li, H., Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, D. X. Lin, B. Liu, B. J. Liu, C., L. Liu, C. X. Liu, D. Liu, F. H. Liu, Fang Liu, Feng Liu, H. B. Liu, H. H., Liu, H. H. Liu, H. M. Liu, J. Liu, J. B. Liu, J. P. Liu, J. Y. Liu, K. Liu,, K. Y. Liu, L. D. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, X. Liu, Y. B. Liu, Y. Y., Liu, Z. A. Liu, Zhiqing Liu, H. Loehner, Y. F. Long, X. C. Lou, H. J. Lu, J., G. Lu, Y. Lu, Y. P. Lu, C. L. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, X. R. Lyu,, F. C. Ma, H. L. Ma, L. L. Ma, M. M. Ma, Q. M. Ma, T. Ma, X. N. Ma, X. Y. Ma,, Y. M. Ma, F. E. Maas, M. Maggiora, Q. A. Malik, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S., Marcello, J. G. Messchendorp, G. Mezzadri, J. Min, T. J. Min, R. E. Mitchell,, X. H. Mo, Y. J. Mo, C. Morales Morales, G. Morello, N. Yu. Muchnoi, H., Muramatsu, P. Musiol, Y. Nefedov, F. Nerling, I. B. Nikolaev, Z. Ning, S., Nisar, S. L. Niu, X. Y. Niu, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, Y. Pan, M., Papenbrock, P. Patteri, M. Pelizaeus, H. P. Peng, K. Peters, J. Pettersson,, J. L. Ping, R. G. Ping, R. Poling, V. Prasad, H. R. Qi, M. Qi, S. Qian, C. F., Qiao, L. Q. Qin, N. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, K. H. Rashid, C. F., Redmer, M. Ripka, G. Rong, Ch. Rosner, X. D. Ruan, A. Sarantsev, M. Savrie,, C. Schnier, K. Schoenning, W. Shan, M. Shao, C. P. Shen, P. X. Shen, X. Y., Shen, H. Y. Sheng, W. M. Song, X. Y. Song, S. Sosio, S. Spataro, G. X. Sun,, J. F. Sun, S. S. Sun, X. H. Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. J. Sun, Z. T. Sun,, C. J. Tang, X. Tang, I. Tapan, E. H. Thorndike, M. Tiemens, I. Uman, G. S., Varner, B. Wang, B. L. Wang, D. Wang, D. Y. Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. S., Wang, M. Wang, P. Wang, P. L. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, Y. Wang,, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. Q. Wang, Z. Wang, Z. G. Wang, Z. H. Wang, Z. Y., Wang, Z. Y. Wang, T. Weber, D. H. Wei, P. Weidenkaff, S. P. Wen, U. Wiedner,, M. Wolke, L. H. Wu, L. J. Wu, Z. Wu, L. Xia, L. G. Xia, Y. Xia, D. Xiao, H., Xiao, Z. J. Xiao, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Q. L. Xiu, G. F. Xu, J. J. Xu, L. Xu,, Q. J. Xu, Q. N. Xu, X. P. Xu, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, Y. H. Yan, H. J., Yang, H. X. Yang, L. Yang, Y. X. Yang, M. Ye, M. H. Ye, J. H. Yin, Z. Y. You,, B. X. Yu, C. X. Yu, J. S. Yu, C. Z. Yuan, Y. Yuan, A. Yuncu, A. A. Zafar, Y., Zeng, Z. Zeng, B. X. Zhang, B. Y. Zhang, C. C. Zhang, D. H. Zhang, H. H., Zhang, H. Y. Zhang, J. Zhang, J. J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. W., Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, K. Zhang, L. Zhang, S. Q. Zhang, X. Y., Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. H. Zhang, Y. N. Zhang, Y. T. Zhang, Yu Zhang,, Z. H. Zhang, Z. P. Zhang, Z. Y. Zhang, G. Zhao, J. W. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z., Zhao, Lei Zhao, Ling Zhao, M. G. Zhao, Q. Zhao, Q. W. Zhao, S. J. Zhao, T. C., Zhao, Y. B. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, J. P. Zheng, W. J., Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, L. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y., Zhou, K. Zhu, K. J. Zhu, S. Zhu, S. H. Zhu, X. L. Zhu, Y. C. Zhu, Y. S. Zhu,, Z. A. Zhu, J. Zhuang, L. Zotti, B. S. Zou, J. H. Zou

arXiv: 1703.09084 · 2017-08-02

## TL;DR

This paper measures the branching fractions and form factors of specific semileptonic D+ decays using BESIII data, providing precise tests of CKM matrix elements and form factor calculations.

## Contribution

It provides new precise measurements of branching fractions and form factors for D+ semileptonic decays, and extracts CKM matrix elements using experimental data and lattice QCD inputs.

## Key findings

- Branching fraction for D+ to K0e+nu_e: (8.60±0.06±0.15)%
- Branching fraction for D+ to pi0e+nu_e: (3.63±0.08±0.05)%
- Determined CKM elements |V_cs| and |V_cd| with uncertainties

## Abstract

Using 2.93~fb$^{-1}$ of data taken at 3.773 GeV with the BESIII detector operated at the BEPCII collider, we study the semileptonic decays $D^+ \to \bar K^0e^+\nu_e$ and $D^+ \to \pi^0 e^+\nu_e$. We measure the absolute decay branching fractions $\mathcal B(D^+ \to \bar K^0e^+\nu_e)=(8.60\pm0.06\pm 0.15)\times10^{-2}$ and $\mathcal B(D^+ \to \pi^0e^+\nu_e)=(3.63\pm0.08\pm0.05)\times10^{-3}$, where the first uncertainties are statistical and the second systematic. We also measure the differential decay rates and study the form factors of these two decays. With the values of $|V_{cs}|$ and $|V_{cd}|$ from Particle Data Group fits assuming CKM unitarity, we obtain the values of the form factors at $q^2=0$, $f^K_+(0) = 0.725\pm0.004\pm 0.012$ and $f^{\pi}_+(0) = 0.622\pm0.012\pm 0.003$. Taking input from recent lattice QCD calculations of these form factors, we determine values of the CKM matrix elements $|V_{cs}|=0.944 \pm 0.005 \pm 0.015 \pm 0.024$ and $|V_{cd}|=0.210 \pm 0.004 \pm 0.001 \pm 0.009$, where the third uncertainties are theoretical.

## Full text

_Full body text omitted from this summary view._ Fetch the complete paper as Markdown: https://tomesphere.com/paper/1703.09084/full.md

## Figures

6 figures with captions in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1703.09084/full.md

## References

23 references — full list in the complete paper: https://tomesphere.com/paper/1703.09084/full.md

---
Source: https://tomesphere.com/paper/1703.09084