Branching fraction and form-factor shape measurements of exclusive charmless semileptonic B decays, and determination of |V_{ub}|

Lees, J. P.; Poireau, V.; Tisserand, V.; Garra Tico, J.; Grauges, E.; Palano, A.; Eigen, G.; Stugu, B.; Brown, D. N.; Kerth, L. T.; Kolomensky, Y. u. G.; Lynch, G.; Koch, H.; Schroeder, T.; Asgeirsson, D. J.; Hearty, C.; Mattison, T. S.; Mckenna, J. A.; R. Y., So; Khan, A.; Blinov, V. E.; Buzykaev, A. R.; Druzhinin, V. P.; Golubev, V. B.; Kravchenko, E. A.; Onuchin, A. P.; Serednyakov, S. I.; Skovpen, Y. u. I.; Solodov, E. P.; Todyshev, K. Y. u.; Yushkov, A. N.; Bondioli, M.; Kirkby, D.; Lankford, A. J.; Mandelkern, M.; Atmacan, H.; Gary, J. W.; Liu, F.; Long, O.; Vitug, G. M.; Campagnari, C.; Hong, T. M.; Kovalskyi, D.; Richman, J. D.; West, C. A.; Eisner, A. M.; Kroseberg, J.; Lockman, W. S.; Martinez, A. J.; Schumm, B. A.; Seiden, A.; Chao, D. S.; Cheng, C. H.; Echenard, B.; Flood, K. T.; Hitlin, D. G.; Ongmongkolkul, P.; Porter, F. C.; Rakitin, A. Y.; Andreassen, R.; Huard, Z.; Meadows, B. T.; Sokoloff, M. D.; Sun, L.; Bloom, P. C.; Ford, W. T.; Gaz, A.; Nauenberg, U.; Smith, J. G.; Wagner, S. R.; Ayad, R.; Toki, W. H.; Spaan, B.; Schubert, K. R.; Schwierz, R.; Bernard, D.; Verderi, M.; Clark, P. J.; Playfer, S.; Bettoni, Diego; Bozzi, Concezio; Calabrese, Roberto; Cibinetto, Gianluigi; Fioravanti, Elisa; Garzia, Isabella; Luppi, Eleonora; Munerato, M.; Piemontese, L.; Santoro, Valentina; Baldini Ferroli, R.; Calcaterra, A.; de Sangro, R.; Finocchiaro, G.; 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.; Bhuyan, B.; Prasad, V.; Lee, C. L.; Morii, M.; Edwards, A. J.; Adametz, A.; Uwer, U.; Lacker, H. M.; Lueck, T.; Dauncey, P. D.; Mallik, U.; Chen, C.; Cochran, J.; Meyer, W. T.; Prell, S.; Rubin, A. E.; Gritsan, A. V.; Guo, Z. J.; Arnaud, N.; Davier, M.; Derkach, D.; Grosdidier, G.; Le Diberder, F.; Lutz, A. M.; Malaescu, B.; Roudeau, P.; Schune, M. H.; Stocchi, A.; Wormser, G.; Lange, D. J.; Wright, D. M.; Chavez, C. A.; Coleman, J. P.; Fry, J. R.; Gabathuler, E.; Hutchcroft, D. E.; Payne, D. J.; Touramanis, C.; Bevan, A. J.; Di Lodovico, F.; Sacco, R.; Sigamani, M.; Cowan, G.; Brown, D. N.; Davis, C. L.; Denig, A. G.; Fritsch, M.; Gradl, W.; Griessinger, K.; Hafner, A.; Prencipe, E.; Barlow, R. J.; Jackson, G.; Lafferty, G. D.; Behn, E.; Cenci, R.; Hamilton, B.; Jawahery, A.; Roberts, D. A.; Dallapiccola, C.; Cowan, R.; Dujmic, D.; Sciolla, G.; Cheaib, R.; Lindemann, D.; Patel, P. M.; Robertson, S. H.; Biassoni, P.; Neri, N.; Palombo, F.; Stracka, S.; Cremaldi, L.; Godang, R.; Kroeger, R.; Sonnek, P.; Summers, D. J.; Nguyen, X.; Simard, M.; Taras, P.; De Nardo, G.; Monorchio, D.; Onorato, G.; Sciacca, C.; Martinelli, M.; Raven, G.; Jessop, C. P.; Losecco, J. M.; Wang, W. F.; Honscheid, K.; Kass, R.; Brau, J.; Frey, R.; Sinev, N. B.; Strom, D.; Torrence, E.; Feltresi, E.; Gagliardi, N.; Margoni, M.; Morandin, M.; Posocco, M.; Rotondo, M.; Simi, G.; Simonetto, F.; Stroili, R.; Akar, S.; Ben Haim, E.; Bomben, M.; Bonneaud, G. R.; Briand, H.; Calderini, G.; Chauveau, J.; Hamon, O.; Leruste, P. h.; Marchiori, G.; Ocariz, J.; Sitt, S.; Biasini, M.; Manoni, E.; Pacetti, S.; Rossi, A.; Angelini, C.; Batignani, G.; Bettarini, S.; Carpinelli, M.; Casarosa, G.; Cervelli, A.; Forti, F.; Giorgi, M. A.; Lusiani, A.; Oberhof, B.; Paoloni, E.; Perez, A.; Rizzo, G.; Walsh, J. J.; Lopes Pegna, D.; Olsen, J.; Smith, A. J. S.; Telnov, A. V.; Anulli, F.; Faccini, R.; Ferrarotto, F.; Ferroni, F.; Gaspero, M.; Li Gioi, L.; Mazzoni, M. A.; Piredda, G.; Bünger, C.; Grünberg, O.; Hartmann, T.; Leddig, T.; Voß, C.; Waldi, R.; Adye, T.; Olaiya, E. O.; Wilson, F. F.; Emery, S.; Hamel de Monchenault, G.; Vasseur, G.; Yèche, C. h.; Aston, D.; Bard, D. J.; Bartoldus, R.; Benitez, J. F.; Cartaro, C.; Convery, M. R.; Dorfan, J.; Dubois Felsmann, G. P.; Dunwoodie, W.; Ebert, M.; Field, R. C.; Franco Sevilla, M.; Fulsom, B. G.; Gabareen, A. M.; Graham, M. T.; Grenier, P.; Hast, C.; Innes, W. R.; Kelsey, M. H.; Kim, P.; Kocian, M. L.; Leith, D. W. G. S.; Lewis, P.; Lindquist, B.; Luitz, S.; Luth, V.; Lynch, H. L.; Macfarlane, D. B.; Muller, D. R.; Neal, H.; Nelson, S.; Perl, M.; Pulliam, T.; Ratcliff, B. N.; Roodman, A.; Salnikov, A. A.; Schindler, R. H.; Snyder, A.; Su, D.; Sullivan, M. K.; Va’Vra, J.; Wagner, A. P.; Wisniewski, W. J.; Wittgen, M.; Wright, D. H.; Wulsin, H. W.; Young, C. C.; Ziegler, V.; Park, W.; Purohit, M. V.; White, R. M.; Wilson, J. R.; Randle Conde, A.; Sekula, S. J.; Bellis, M.; Burchat, P. R.; Miyashita, T. S.; Puccio, E. M. T.; Alam, M. S.; Ernst, J. A.; Gorodeisky, R.; Guttman, N.; Peimer, D. R.; Soffer, A.; Lund, P.; Spanier, S. M.; Ritchie, J. L.; Ruland, A. M.; Schwitters, R. F.; Wray, B. C.; Izen, J. M.; Lou, X. C.; Bianchi, F.; Gamba, D.; Zambito, S.; Lanceri, L.; Vitale, L.; Martinez Vidal, F.; Oyanguren, A.; Villanueva Perez, P.; Ahmed, H.; Albert, J.; Banerjee, S. w.; Bernlochner, F. U.; Choi, H. H. F.; King, G. J.; Kowalewski, R.; Lewczuk, M. J.; Nugent, I. M.; Roney, J. M.; Sobie, R. J.; Tasneem, N.; Gershon, T. J.; Harrison, P. F.; Latham, T. E.; Band, H. R.; Dasu, S.; Pan, Y.; Prepost, R.; S. L., Wu

doi:10.1103/PhysRevD.86.092004

We report the results of a study of the exclusive charmless semileptonic decays, B^0 --> pi^- l^+ nu, B^+ --> pi^0 l^+ nu, B^+ --> omega l^+ nu, B^+ --> eta l^+ nu and B^+ --> eta^' l^+ nu, (l = e or mu) undertaken with approximately 462x10^6 B\bar{B} pairs collected at the Upsilon(4S) resonance with the BABAR detector. The analysis uses events in which the signal B decays are reconstructed with a loose neutrino reconstruction technique. We obtain partial branching fractions in several bins of q^2, the square of the momentum transferred to the lepton-neutrino pair, for B^0 --> pi^- l^+ nu, B^+ --> pi^0 l^+ nu, B^+ --> omega l^+ nu and B^+ --> eta l^+ nu. From these distributions, we extract the form-factor shapes f_+(q^2) and the total branching fractions BF(B^0 --> pi^- l^+ nu) = (1.45 +/- 0.04_{stat} +/- 0.06_{syst})x10^-4 (combined pi^- and pi^0 decay channels assuming isospin symmetry), BF(B^+ --> omega l^+ nu) = (1.19 +/- 0.16_{stat} +/- 0.09_{syst})x10^-4 and BF(B^+ --> eta l^+ nu) = (0.38 +/- 0.05_{stat} +/- 0.05_{syst})x10^-4. We also measure BF(B^+ --> eta^' l^+ nu) = (0.24 +/- 0.08_{stat} +/- 0.03_{syst})x10^-4. We obtain values for the magnitude of the CKM matrix element V_{ub} by direct comparison with three different QCD calculations in restricted q^2 ranges of B --> pi l^+ nu decays. From a simultaneous fit to the experimental data over the full q^2 range and the FNAL/MILC lattice QCD predictions, we obtain |V_{ub}| = (3.25 +/- 0.31)x10^-3, where the error is the combined experimental and theoretical uncertainty.