Measurement of the Branching Fraction of the Decay B⁺→π⁺π⁻ℓ⁺νℓ in Fully Reconstructed Events at Belle

Beleño, C.; Frey, A.; Adachi, I.; Aihara, H.; Asner, D.  M.; Atmacan, H.; Aushev, T.; Ayad, R.; Behera, P.; Bennett, J.; Bernlochner, F.; Bhardwaj, V.; Bilka, T.; Biswal, J.; Bonvicini, G.; Bozek, A.; Bračko, M.; Browder, T.  E.; Campajola, M.; Červenkov, D.; Chang, P.; Chen, A.; Chilikin, K.; Cho, K.; Choi, Y.; Cinabro, D.; Cunliffe, S.; Dash, N.; Di Capua, F.; Dingfelder, J.; Doležal, Z.; Dong, T.  V.; Eidelman, S.; Epifanov, D.; Fast, J.  E.; Ferber, T.; Fulsom, B.  G.; Garg, R.; Gaur, V.; Gabyshev, N.; Garmash, A.; Giri, A.; Goldenzweig, P.; Guan, Y.; Hartbrich, O.; Hayasaka, K.; Hayashii, H.; Hou, W. -S.; Inami, K.; Ishikawa, A.; Iwasaki, M.; Jacobs, W.  W.; Jeon, H.  B.; Jin, Y.; Joo, K.  K.; Kiesling, C.; Kim, B.  H.; Kim, D.  Y.; Kim, K. -H.; Kim, S.  H.; Kim, Y. -K.; Kimmel, T.  D.; Kinoshita, K.; Kodyš, P.; Korpar, S.; Kotchetkov, D.; Križan, P.; Kroeger, R.; Krokovny, P.; Kuhr, T.; Kulasiri, R.; Kumar, R.; Kuzmin, A.; Kwon, Y. -J.; Lalwani, K.; Lee, S.  C.; L.  K., Li; Y.  B., Li; Li Gioi, L.; Libby, J.; Lieret, K.; Liventsev, D.; Luo, T.; Macnaughton, J.; Macqueen, C.; Masuda, M.; Matsuda, T.; Merola, M.; Miyabayashi, K.; Mohanty, G.  B.; Moon, T.  J.; Mori, T.; Mrvar, M.; Nakao, M.; Nisar, N.  K.; Nishida, S.; Ogawa, S.; Ono, H.; Oskin, P.; Pakhlov, P.; Pakhlova, G.; Pardi, S.; Park, H.; Patra, S.; Pedlar, T.  K.; Pestotnik, R.; Piilonen, L.  E.; Podobnik, T.; Prencipe, E.; Prim, M.  T.; Rostomyan, A.; Rout, N.; Russo, G.; Sahoo, D.; Sakai, Y.; Sandilya, S.; Sangal, A.; Sanuki, T.; Savinov, V.; Schnell, G.; Schwanda, C.; Schwartz, A.  J.; Schwenker, B.; Seino, Y.; Senyo, K.; Sevior, M.  E.; Shapkin, M.; Shiu, J. -G.; Shwartz, B.; Sokolov, A.; Solovieva, E.; Starič, M.; Stottler, Z.  S.; Strube, J.  F.; Sumiyoshi, T.; Sutcliffe, W.; Takizawa, M.; Tanida, K.; Tenchini, F.; Uchida, M.; Uglov, T.; Uno, S.; Urquijo, P.; Vahsen, S.  E.; Van Tonder, R.; Varner, G.; Varvell, K.  E.; Wang, C.  H.; Wang, E.; Wang, M. -Z.; Wang, P.; Wang, X.  L.; Watanabe, M.; Won, E.; Xu, X.; Yan, W.; Yang, S.  B.; Ye, H.; Yusa, Y.; Zhang, Z.  P.; Zhilich, V.; Zhukova, V.

doi:10.1103/PhysRevD.103.112001

We present an analysis of the exclusive B+→π+π−ℓ+νℓ decay, where ℓ represents an electron or a muon, with the assumption of charge-conjugation symmetry and lepton universality. The analysis uses the full Υ(4S) data sample collected by the Belle detector, corresponding to 711 fb−1 of integrated luminosity. We select the events by fully reconstructing one B meson in hadronic decay modes, subsequently determining the properties of the other B meson. We extract the signal yields using a binned maximum-likelihood fit to the missing-mass squared distribution in bins of the invariant mass of the two pions or the momentum transfer squared. We measure a total branching fraction of B(B+→π+π−ℓ+νℓ)=[22.7(+1.9/−1.6)(stat)±3.5(syst)]×10^−5, where the uncertainties are statistical and systematic, respectively. This result is the first reported measurement of this decay.