Measurement of the moments of the hadronic invariant mass distribution in semileptonic B decays

Acosta, D.; Adelman, J.; Affolder, T.; Akimoto, T.; Albrow, M. G.; Ambrose, D.; Amerio, S.; Amidei, D.; Anastassov, A.; Anikeev, K.; Annovi, A.; Antos, J.; Aoki, M.; Apollinari, G.; Arisawa, T.; Arguin, J. -F.; Artikov, A.; Ashmanskas, W.; Attal, A.; Azfar, F.; Azzi-Bacchetta, P.; Bacchetta, N.; Bachacou, H.; Badgett, W.; Barbaro-Galtieri, A.; Barker, G. J.; Barnes, V. E.; Barnett, B. A.; Baroiant, S.; Barone, M.; Bauer, G.; Bedeschi, F.; Behari, S.; Belforte, S.; Bellettini, G.; Bellinger, J.; Ben-Haim, E.; Benjamin, D.; Beretvas, A.; Bhatti, A.; Binkley, M.; Bisello, D.; Bishai, M.; Blair, R. E.; Blocker, C.; Bloom, K.; Blumenfeld, B.; Bocci, A.; Bodek, A.; Bolla, G.; Bolshov, A.; Booth, P. S. L.; Bortoletto, D.; Boudreau, J.; Bourov, S.; Brau, B.; Bromberg, C.; Brubaker, E.; Budagov, J.; Budd, H. S.; Burkett, K.; Busetto, G.; Bussey, P.; Byrum, K. L.; Cabrera, S.; Campanelli, M.; Campbell, M.; Canepa, A.; Casarsa, M.; Carlsmith, D.; Carron, S.; Carosi, R.; Cavalli-Sforza, M.; Castro, A.; Catastini, P.; Cauz, D.; Cerri, A.; Cerrito, L.; Chapman, J.; Chen, C.; Chen, Y. C.; Chertok, M.; Chiarelli, G.; Chlachidze, G.; Chlebana, F.; Cho, I.; Cho, K.; Chokheli, D.; Chou, J. P.; Chu, M. L.; Chuang, S.; Chung, J. Y.; Chung, W. -H.; Chung, Y. S.; Ciobanu, C. I.; Ciocci, M. A.; Clark, A. G.; Clark, D.; Coca, M.; Connolly, A.; Convery, M.; Conway, J.; Cooper, B.; Cordelli, M.; Cortiana, G.; Cranshaw, J.; Cuevas, J.; Culbertson, R.; Currat, C.; Cyr, D.; Dagenhart, D.; Da Ronco, S.; D'Auria, S.; De Barbaro, P.; De Cecco, S.; De Lentdecker, G.; Dell'Agnello, S.; Dell'Orso, M.; Demers, S.; Demortier, L.; Deninno, M.; De Pedis, D.; Derwent, P. F.; Dionisi, C.; Dittmann, J. R.; Dorr, C.; Doksus, P.; Dominguez, A.; Donati, S.; Donega, M.; Donini, J.; D'Onofrio, M.; Dorigo, T.; Drollinger, V.; Ebina, K.; Eddy, N.; Ehlers, J.; Ely, R.; Erbacher, R.; Erdmann, M.; Errede, D.; Errede, S.; Eusebi, R.; Fang, H. -C.; Farrington, S.; Fedorko, I.; Fedorko, W. T.; Feild, R. G.; Feindt, M.; Fernandez, J. P.; Ferretti, C.; Field, R. D.; Flanagan, G.; Flaugher, B.; Flores-Castillo, L. R.; Foland, A.; Forrester, S.; Foster, G. W.; Franklin, M.; Freeman, J. C.; Fujii, Y.; Furic, I.; Gajjar, A.; Gallas, A.; Galyardt, J.; Gallinaro, M.; Garcia-Sciveres, M.; Garfinkel, A. F.; Gay, C.; Gerberich, H.; Gerdes, D. W.; Gerchtein, E.; Giagu, S.; Giannetti, P.; Gibson, A.; Gibson, K.; Ginsburg, C.; Giolo, K.; Giordani, M.; Giunta, M.; Giurgiu, G.; Glagolev, V.; Glenzinski, D.; Gold, M.; Goldschmidt, N.; Goldstein, D.; Goldstein, J.; Gomez, G.; Gomez-Ceballos, G.; Goncharov, M.; Gonzalez, O.; Gorelov, I.; Goshaw, A. T.; Gotra, Y.; Goulianos, K.; Gresele, A.; Griffiths, M.; Grosso-Pilcher, C.; Grundler, U.; Guenther, M.; Guimaraes Da Costa, J.; Haber, C.; Hahn, K.; Hahn, S. R.; Halkiadakis, E.; Hamilton, A.; Han, B. -Y.; Handler, R.; Happacher, F.; Hara, K.; Hare, M.; Harr, R. F.; Harris, R. M.; Hartmann, F.; Hatakeyama, K.; Hauser, J.; Hays, C.; Hayward, H.; Heider, E.; Heinemann, B.; Heinrich, J.; Hennecke, M.; Herndon, M.; Hill, C.; Hirschbuehl, D.; Hocker, A.; Hoffman, K. D.; Holloway, A.; Hou, S.; Houlden, M. A.; Huffman, B. T.; Huang, Y.; Hughes, R. E.; Huston, J.; Ikado, K.; Incandela, J.; Introzzi, G.; Iori, M.; Ishizawa, Y.; Issever, C.; Ivanov, A.; Iwata, Y.; Iyutin, B.; James, E.; Jang, D.; Jarrell, J.; Jeans, D.; Jensen, H.; Jeon, E. J.; Jones, M.; Joo, K. K.; Jun, S. Y.; Junk, T.; Kamon, T.; Kang, J.; Karagoz Unel, M.; Karchin, P. E.; Kartal, S.; Kato, Y.; Kemp, Y.; Kephart, R.; Kerzel, U.; Khotilovich, V.; Kilminster, B.; Kim, D. H.; Kim, H. S.; Kim, J. E.; Kim, M. J.; Kim, M. S.; Kim, S. B.; Kim, S. H.; Kim, T. H.; Kim, Y. K.; King, B. T.; Kirby, M.; Kirsch, L.; Klimenko, S.; Knuteson, B.; B. R., Ko; Kobayashi, H.; Koehn, P.; Kong, D. J.; Kondo, K.; Konigsberg, J.; Kordas, K.; Korn, A.; Korytov, A.; Kotelnikov, K.; Kotwal, A. V.; Kovalev, A.; Kraus, J.; Kravchenko, I.; Kreymer, A.; Kroll, J.; Kruse, M.; Krutelyov, V.; Kuhlmann, S. E.; Kwang, S.; Laasanen, A. T.; Lai, S.; Lami, S.; Lammel, S.; Lancaster, J.; Lancaster, M.; Lander, R.; Lannon, K.; Lath, A.; Latino, G.; Lauhakangas, R.; Lazzizzera, I.; Le, Y.; Lecci, C.; Lecompte, T.; Lee, J.; Lee, J.; Lee, S. W.; Lefevre, R.; Leonardo, N.; Leone, S.; Levy, S.; Lewis, J. D.; Li, K.; Lin, C.; Lin, C. S.; Lindgren, M.; Lipeles, E.; Liss, T. M.; Lister, A.; Litvintsev, D. O.; Liu, T.; Liu, Y.; Lockyer, N. S.; Loginov, A.; Loreti, M.; Loverre, P.; R. -S., Lu; Lucchesi, D.; Lujan, P.; Lukens, P.; Lungu, G.; Lyons, L.; Lys, J.; Lysak, R.; Macqueen, D.; Madrak, R.; Maeshima, K.; Maksimovic, P.; Malferrari, L.; Manca, G.; Marginean, R.; Marino, C.; Martin, A.; Martin, M.; Martin, V.; Martinez, M.; Maruyama, T.; Matsunaga, H.; Mattson, M.; Mazzanti, P.; Mcfarland, K. S.; Mcgivern, D.; Mcintyre, P. M.; Mcnamara, P.; Ncnulty, R.; Mehta, A.; Menzemer, S.; Menzione, A.; Merkel, P.; Mesropian, C.; Messina, A.; Miao, T.; Miladinovic, N.; Miller, L.; Miller, R.; Miller, J. S.; Miquel, R.; Miscetti, S.; Mitselmakher, G.; Miyamoto, A.; Miyazaki, Y.; Moggi, N.; Mohr, B.; Moore, R.; Morello, M.; Movilla Fernandez, P. A.; Mukherjee, A.; Mulhearn, M.; Muller, T.; Mumford, R.; Munar, A.; Murat, P.; Nachtman, J.; Nahn, S.; Nakamura, I.; Nakano, I.; Napier, A.; Napora, R.; Naumov, D.; Necula, V.; Niell, F.; Nielsen, J.; Nelson, C.; Nelson, T.; Neu, C.; Neubauer, M. S.; Newman-Holmes, C.; Nigmanov, T.; Nodulman, L.; Norniella, O.; Oesterberg, K.; Ogawa, T.; S. H., Oh; Y. D., Oh; Ohsugi, T.; Okusawa, T.; Oldeman, R.; Orava, R.; Orejudos, W.; Pagliarone, C.; Palencia, E.; Paoletti, R.; Papadimitriou, V.; Pashapour, S.; Patrick, J.; Pauletta, G.; Paulini, M.; Pauly, T.; Paus, C.; Pellett, D.; Penzo, A.; Phillips, T. J.; Piacentino, G.; Piedra, J.; Pitts, K. T.; Plager, C.; Pompos, A.; Pondrom, L.; Pope, G.; Portell, X.; Poukhov, O.; Prakoshyn, F.; Pratt, T.; Pronko, A.; Proudfoot, J.; Ptohos, F.; Punzi, G.; Rademacker, J.; Rahaman, M. A.; Rakitine, A.; Rappoccio, S.; Ratnikov, F.; Ray, H.; Reisert, B.; Rekovic, V.; Renton, P.; Rescigno, M.; Rimondi, F.; Rinnert, K.; Ristori, L.; Robertson, W. J.; Robson, A.; Rodrigo, T.; Rolli, S.; Rosenson, L.; Roser, R.; Rossin, R.; Rott, C.; Russ, J.; Rusu, V.; Ruiz, A.; Ryan, D.; Saarikko, H.; Sabik, S.; Safonov, A.; St Denis, R.; Sakumoto, W. K.; Salamanna, G.; Saltzberg, D.; Sanchez, C.; Sansoni, A.; Santi, L.; Sarkar, S.; Sato, K.; Savard, P.; Savoy-Navarro, A.; Schlabach, P.; Schmidt, E. E.; Schmidt, M. P.; Schmitt, M.; Scodellaro, L.; Scribano, A.; Scuri, F.; Sedov, A.; Seidel, S.; Seiya, Y.; Semeria, F.; Sexton-Kennedy, L.; Sfiligoi, I.; Shapiro, M. D.; Shears, T.; Shepard, P. F.; Sherman, D.; Shimojima, M.; Shochet, M.; Shon, Y.; Shreyber, I.; Sidoti, A.; Siegrist, J.; Siket, M.; Sill, A.; Sinervo, P.; Sisakyan, A.; Skiba, A.; Slaughter, A. J.; Sliwa, K.; Smirnov, D.; Smith, J. R.; Snider, F. D.; Snihur, R.; Soha, A.; Somalwar, S. V.; Spalding, J.; Spezziga, M.; Spiegel, L.; Spinella, F.; Spiropulu, M.; Squillacioti, P.; Stadie, H.; Stelzer, B.; Stelzer-Chilton, O.; Strologas, J.; Stuart, D.; Sukhanov, A.; Sumorok, K.; Sun, H.; Suzuki, T.; Taffard, A.; Tafirout, R.; Takach, S. F.; Takano, H.; Takashima, R.; Takeuchi, Y.; Takikawa, K.; Tanaka, M.; Tanaka, R.; Tanimoto, N.; Tapprogge, S.; Tecchio, M.; Teng, P. K.; Terashi, K.; Tesarek, R. J.; Tether, S.; Thom, J.; Thompson, A. S.; Thomson, E.; Tipton, P.; Tiwari, V.; Tkaczyk, S.; Toback, D.; Tollefson, K.; Tomura, T.; Tonelli, D.; Tonnesmann, M.; Torre, S.; Torretta, D.; Tourneur, S.; Trischuk, W.; Tseng, J.; Tsuchiya, R.; Tsuno, S.; Tsybychev, D.; Turini, N.; Turner, M.; Ukegawa, F.; Unverhau, T.; Uozumi, S.; Usynin, D.; Vacavant, L.; Vaiciulis, A.; Varganov, A.; Vataga, E.; Vejcik III, S.; Velev, G.; Veszpremi, V.; Veramendi, G.; Vickey, T.; Vidal, R.; Vila, I.; Vilar, R.; Vollrath, I.; Volobouev, I.; Von Der Mey, M.; Wagner, P.; Wagner, R. G.; Wagner, R. L.; Wagner, W.; Wallny, R.; Walter, T.; Yamashita, T.; Yamamoto, K.; Wan, Z.; Wang, M. J.; Wang, S. M.; Warburton, A.; Ward, B.; Waschke, S.; Waters, D.; Watts, T.; Weber, M.; Wester III, W. C.; Whitehouse, B.; Wicklund, A. B.; Wicklund, E.; Williams, H. H.; Wilson, P.; Winer, B. L.; Wittich, P.; Wolbers, S.; Wolter, M.; Worcester, M.; Worm, S.; Wright, T.; Wu, X.; Wurthwein, F.; Wyatt, A.; Yagil, A.; Yang, C.; Yang, U. K.; Yao, W.; Yeh, G. P.; Yi, K.; Yoh, J.; Yoon, P.; Yorita, K.; Yoshida, T.; Yu, I.; Yu, S.; Yu, Z.; Yun, J. C.; Zanello, L.; Zanetti, A.; Zaw, I.; Zetti, F.; Zhou, J.; Zsenei, A.; Zucchelli, S.

doi:10.1103/PhysRevD.71.051103

Using 180 pb -1 of data collected with the CDF II detector at the Tevatron, we measure the first two moments of the hadronic invariant mass-squared distribution in charmed semileptonic B decays. From these we determine the nonperturbative Heavy Quark Effective Theory parameters Λ and λ 1 used to relate the B meson semileptonic branching ratio to the CKM matrix element |V cb|. For a minimum lepton momentum of 0.7 GeV/c in the B rest frame we measure the first two moments of the D** → D (*)π component to be 〈m D**2〉 = (5.83 ± 0.16 stat ± 0.08 syst) GeV 2/c 4 and 〈(m D**2 - 〈m D**2〉) 2〉 = (1.30 ± 0.69 stat ± 0.22 syst) GeV 4/c 8. Combining these with the discrete mass terms from the D and D* mesons, we find the total moments to be 〈M Ξc2〉 - m̄ D2 = (0.467 ± 0.038 stat ± 0.068 syst GeV 2/c 4 and 〈(M Ξc2 - 〈M Ξc2〉) 2〉 = (1.05 ± 0.26 stat ± 0.13 syst) GeV 4/c 8, where m̄ D is the spin-averaged D mass. The systematic error is dominated by the uncertainties in the world-average branching ratios used to combine the D, D*, and D** contributions. The analysis makes no assumptions about the shape or resonant structure of the D** → D (*)π invariant mass distribution. © 2005 The American Physical Society.