Improved measurements of the branching fractions for B0→π+π- and B0→K+π-, and a search for B0→K+K-

B. Aubert, R. Barate, M. Bona, D. Boutigny, F. Couderc, Y. Karyotakis, J. P. Lees, V. Poireau, V. Tisserand, A. Zghiche, E. Grauges, A. Palano, J. C. Chen, N. D. Qi, G. Rong, P. Wang, Y. S. Zhu, G. Eigen, I. Ofte, B. StuguG. S. Abrams, M. Battaglia, D. N. Brown, J. Button-Shafer, R. N. Cahn, E. Charles, M. S. Gill, Y. Groysman, R. G. Jacobsen, J. A. Kadyk, L. T. Kerth, Yu G. Kolomensky, G. Kukartsev, G. Lynch, L. M. Mir, T. J. Orimoto, M. Pripstein, N. A. Roe, M. T. Ronan, W. A. Wenzel, P. Del Amo Sanchez, M. Barrett, K. E. Ford, T. J. Harrison, A. J. Hart, C. M. Hawkes, S. E. Morgan, A. T. Watson, T. Held, H. Koch, B. Lewandowski, M. Pelizaeus, K. Peters, T. Schroeder, M. Steinke, J. T. Boyd, J. P. Burke, W. N. Cottingham, D. Walker, T. Cuhadar-Donszelmann, B. G. Fulsom, C. Hearty, N. S. Knecht, T. S. Mattison, J. A. McKenna, A. Khan, P. Kyberd, M. Saleem, D. J. Sherwood, L. Teodorescu, V. E. Blinov, A. D. Bukin, V. P. Druzhinin, V. B. Golubev, A. P. Onuchin, S. I. Serednyakov, Yu I. Skovpen, E. P. Solodov, K. Yu Todyshev, D. S. Best, M. Bondioli, M. Bruinsma, M. Chao, S. Curry, I. Eschrich, D. Kirkby, A. J. Lankford, P. Lund, M. Mandelkern, R. K. Mommsen, W. Roethel, D. P. Stoker, S. Abachi, C. Buchanan, S. D. Foulkes, J. W. Gary, O. Long, B. C. Shen, K. Wang, L. Zhang, H. K. Hadavand, E. J. Hill, H. P. Paar, S. Rahatlou, V. Sharma, J. W. Berryhill, C. Campagnari, A. Cunha, B. Dahmes, T. M. Hong, D. Kovalskyi, J. D. Richman, T. W. Beck, A. M. Eisner, C. J. Flacco, C. A. Heusch, J. Kroseberg, W. S. Lockman, G. Nesom, T. Schalk, B. A. Schumm, A. Seiden, P. Spradlin, D. C. Williams, M. G. Wilson, J. Albert, E. Chen, A. Dvoretskii, F. Fang, D. G. Hitlin, I. Narsky, T. Piatenko, F. C. Porter, A. Ryd, A. Samuel, G. Mancinelli, B. T. Meadows, K. Mishra, M. D. Sokoloff, F. Blanc, P. C. Bloom, S. Chen, W. T. Ford, J. F. Hirschauer, A. Kreisel, M. Nagel, U. Nauenberg, A. Olivas, W. O. Ruddick, J. G. Smith, K. A. Ulmer, S. R. Wagner, J. Zhang, A. Chen, E. A. Eckhart, A. Soffer, W. H. Toki, R. J. Wilson, F. Winklmeier, Q. Zeng, D. D. Altenburg, E. Feltresi, A. Hauke, H. Jasper, A. Petzold, B. Spaan, T. Brandt, V. Klose, H. M. Lacker, W. F. Mader, R. Nogowski, J. Schubert, K. R. Schubert, R. Schwierz, J. E. Sundermann, A. Volk, D. Bernard, G. R. Bonneaud, P. Grenier, E. Latour, Ch Thiebaux, M. Verderi, P. J. Clark, W. Gradl, F. Muheim, S. Playfer, A. I. Robertson, Y. Xie, M. Andreotti, D. Bettoni, C. Bozzi, R. Calabrese, G. Cibinetto, E. Luppi, M. Negrini, A. Petrella, L. Piemontese, E. Prencipe, F. Anulli, R. Baldini-Ferroli, A. Calcaterra, R. De Sangro, G. Finocchiaro, S. Pacetti, P. Patteri, I. M. Peruzzi, M. Piccolo, M. Rama, A. Zallo, A. Buzzo, R. Capra, R. Contri, M. Lo Vetere, M. M. MacRi, M. R. Monge, S. Passaggio, C. Patrignani, E. Robutti, A. Santroni, S. Tosi, G. Brandenburg, K. S. Chaisanguanthum, M. Morii, J. Wu, R. S. Dubitzky, J. Marks, S. Schenk, U. Uwer, D. J. Bard, W. Bhimji, D. A. Bowerman, P. D. Dauncey, U. Egede, R. L. Flack, J. A. Nash, M. B. Nikolich, W. Panduro Vazquez, P. K. Behera, X. Chai, M. J. Charles, U. Mallik, N. T. Meyer, V. Ziegler, J. Cochran, H. B. Crawley, L. Dong, V. Eyges, W. T. Meyer, S. Prell, E. I. Rosenberg, A. E. Rubin, A. V. Gritsan, A. G. Denig, M. Fritsch, G. Schott, N. Arnaud, M. Davier, G. Grosdidier, A. Höcker, F. Le Diberder, V. Lepeltier, A. M. Lutz, A. Oyanguren, S. Pruvot, S. Rodier, P. Roudeau, M. H. Schune, A. Stocchi, W. F. Wang, G. Wormser, C. H. Cheng, D. J. Lange, D. M. Wright, C. A. Chavez, I. J. Forster, J. R. Fry, E. Gabathuler, R. Gamet, K. A. George, D. E. Hutchcroft, D. J. Payne, K. C. Schofield, C. Touramanis, A. J. Bevan, F. Di Lodovico, W. Menges, R. Sacco, G. Cowan, H. U. Flaecher, D. A. Hopkins, P. S. Jackson, T. R. McMahon, S. Ricciardi, F. Salvatore, A. C. Wren, D. N. Brown, C. L. Davis, J. Allison, N. R. Barlow, R. J. Barlow, Y. M. Chia, C. L. Edgar, G. D. Lafferty, M. T. Naisbit, J. C. Williams, J. I. Yi, C. Chen, W. D. Hulsbergen, A. Jawahery, C. K. Lae, D. A. Roberts, G. Simi, G. Blaylock, C. Dallapiccola, S. S. Hertzbach, X. Li, T. B. Moore, S. Saremi, H. Staengle, R. Cowan, G. Sciolla, S. J. Sekula, M. Spitznagel, F. Taylor, R. K. Yamamoto, H. Kim, S. E. Mclachlin, P. M. Patel, S. H. Robertson, A. Lazzaro, V. Lombardo, F. Palombo, J. M. Bauer, L. Cremaldi, V. Eschenburg, R. Godang, R. Kroeger, D. A. Sanders, D. J. Summers, H. W. Zhao, S. Brunet, D. Côté, M. Simard, P. Taras, F. B. Viaud, H. Nicholson, N. Cavallo, G. De Nardo, F. Fabozzi, C. Gatto, L. Lista, D. Monorchio, P. Paolucci, D. Piccolo, C. Sciacca, M. Baak, G. Raven, H. L. Snoek, C. P. Jessop, J. M. Losecco, T. Allmendinger, G. Benelli, K. K. Gan, K. Honscheid, D. Hufnagel, P. D. Jackson, H. Kagan, R. Kass, A. M. Rahimi, R. Ter-Antonyan, Q. K. Wong, N. L. Blount, J. Brau, R. Frey, O. Igonkina, M. Lu, R. Rahmat, N. B. Sinev, D. Strom, J. Strube, E. Torrence, A. Gaz, M. Margoni, M. Morandin, A. Pompili, M. Posocco, M. Rotondo, F. Simonetto, R. Stroili, C. Voci, M. Benayoun, J. Chauveau, H. Briand, P. David, L. Del Buono, Ch De La Vaissière, O. Hamon, B. L. Hartfiel, M. J.J. John, Ph Leruste, J. Malclès, J. Ocariz, L. Roos, G. Therin, L. Gladney, J. Panetta, M. Biasini, R. Covarelli, C. Angelini, G. Batignani, S. Bettarini, F. Bucci, G. Calderini, M. Carpinelli, R. Cenci, F. Forti, M. A. Giorgi, A. Lusiani, G. Marchiori, M. A. Mazur, M. Morganti, N. Neri, E. Paoloni, G. Rizzo, J. J. Walsh, M. Haire, D. Judd, D. E. Wagoner, J. Biesiada, N. Danielson, P. Elmer, Y. P. Lau, C. Lu, J. Olsen, A. J.S. Smith, A. V. Telnov, E. Baracchini, F. Bellini, G. Cavoto, A. D'Orazio, D. Del Re, E. Di Marco, R. Faccini, F. Ferrarotto, F. Ferroni, M. Gaspero, L. Li Gioi, M. A. Mazzoni, S. Morganti, G. Piredda, F. Polci, F. Safai Tehrani, C. Voena, M. Ebert, H. Schröder, R. Waldi, T. Adye, N. De Groot, B. Franek, E. O. Olaiya, F. F. Wilson, R. Aleksan, S. Emery, A. Gaidot, S. F. Ganzhur, G. Hamel De Monchenault, W. Kozanecki, M. Legendre, G. Vasseur, Ch Yèche, M. Zito, X. R. Chen, H. Liu, W. Park, M. V. Purohit, J. R. Wilson, M. T. Allen, D. Aston, R. Bartoldus, P. Bechtle, N. Berger, R. Claus, J. P. Coleman, M. R. Convery, M. Cristinziani, J. C. Dingfelder, J. Dorfan, G. P. Dubois-Felsmann, D. Dujmic, W. Dunwoodie, R. C. Field, T. Glanzman, S. J. Gowdy, M. T. Graham, V. Halyo, C. Hast, T. Hryn'ova, W. R. Innes, M. H. Kelsey, P. Kim, D. W.G.S. Leith, S. Li, S. Luitz, V. Luth, H. L. Lynch, D. B. MacFarlane, H. Marsiske, R. Messner, D. R. Muller, C. P. O'Grady, V. E. Ozcan, A. Perazzo, M. Perl, T. Pulliam, B. N. Ratcliff, A. Roodman, A. A. Salnikov, R. H. Schindler, J. Schwiening, A. Snyder, J. Stelzer, D. Su, M. K. Sullivan, K. Suzuki, S. K. Swain, J. M. Thompson, J. Va'vra, N. Van Bakel, M. Weaver, A. J.R. Weinstein, W. J. Wisniewski, M. Wittgen, D. H. Wright, A. K. Yarritu, K. Yi, C. C. Young, P. R. Burchat, A. J. Edwards, S. A. Majewski, B. A. Petersen, C. Roat, L. Wilden, S. Ahmed, M. S. Alam, R. Bula, J. A. Ernst, V. Jain, B. Pan, M. A. Saeed, F. R. Wappler, S. B. Zain, W. Bugg, M. Krishnamurthy, S. M. Spanier, R. Eckmann, J. L. Ritchie, A. Satpathy, C. J. Schilling, R. F. Schwitters, J. M. Izen, X. C. Lou, S. Ye, F. Bianchi, F. Gallo, D. Gamba, M. Bomben, L. Bosisio, C. Cartaro, F. Cossutti, G. Della Ricca, S. Dittongo, L. Lanceri, L. Vitale, V. Azzolini, F. Martinez-Vidal, Sw Banerjee, B. Bhuyan, C. M. Brown, D. Fortin, K. Hamano, R. Kowalewski, I. M. Nugent, J. M. Roney, R. J. Sobie, J. J. Back, P. F. Harrison, T. E. Latham, G. B. Mohanty, M. Pappagallo, H. R. Band, X. Chen, B. Cheng, S. Dasu, M. Datta, K. T. Flood, J. J. Hollar, P. E. Kutter, B. Mellado, A. Mihalyi, Y. Pan, M. Pierini, R. Prepost, S. L. Wu, Z. Yu, H. Neal

Research output: Contribution to journalArticle

84 Scopus citations

Abstract

We present measurements of the branching fractions for the charmless two-body decays B0→π+π- and B0→K+π-, and a search for the decay B0→K+K-. We include the effects of final-state radiation from the daughter mesons for the first time, and quote branching fractions for the inclusive processes B0→h+h′-nγ, where h and h′ are pions or kaons. The maximum value of the sum of the energies of the n undetected photons, Eγmax, is mode-dependent. Using a data sample of approximately 227×106 Υ(4S)→BB̄ decays collected with the BABAR detector at the PEP-II asymmetric-energy e+e- collider at SLAC, we measure: B(B0→π+π-nγ;Eγmax =150MeV)=(5.1±0.4±0.2) ×10-6, B(B0→K+π-nγ;Eγmax =105MeV)=(18.1±0. 6±0.6)×10-6, B(B0→K+K-nγ;Eγmax =59MeV)<0.5×10-6(90%confidence level), where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. Theoretical calculations can be used to extrapolate from the above measurements the nonradiative branching fractions, B0. Using one such calculation, we find: B0(B0→π+π-)=(5.5±0. 4±0.3)×10-6, B0(B0→K+π-)=(19.1±0.6±0.6) ×10-6, B0(B0→K+K-)<0.5×10-6(90%confidence level). Meaningful comparison between theory and experiment, as well as combination of measurements from different experiments, can be performed only in terms of these nonradiative quantities.

Original languageEnglish (US)
Article number012008
JournalPhysical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
Volume75
Issue number1
DOIs
StatePublished - Jan 1 2007

Cite this

Aubert, B., Barate, R., Bona, M., Boutigny, D., Couderc, F., Karyotakis, Y., Lees, J. P., Poireau, V., Tisserand, V., Zghiche, A., Grauges, E., Palano, A., Chen, J. C., Qi, N. D., Rong, G., Wang, P., Zhu, Y. S., Eigen, G., Ofte, I., ... Neal, H. (2007). Improved measurements of the branching fractions for B0→π+π- and B0→K+π-, and a search for B0→K+K-. Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 75(1), [012008]. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.75.012008