[論文レビュー] Enhanced $B o \mu \bar u$ Decay at Tree Level

W.-S. Hou, Masaya Kohda+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 7, 2019

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 9

ひとこと要約

この論文は、木レベルでの$B \to \mu\bar{\mu}}$の崩壊率の増幅が、特に$\lambda_{\tau\mu}$および$\lambda_{tu}$の新しいヤコビ係数から生じうることを提案している。これらは$B \to \mu\bar{\mu}}$の崩壊を増幅させながら$B \to \tau\bar{\mu}}$に影響を与えないため、標準模型およびタイプII二Higgs二重項模型の予測から逸脱することになる。最近のBelleデータがそのような増幅を示唆していることから、Belle IIは数ab$^{-1}$のデータ量でこの新しい素性を探索できる。

ABSTRACT

The presence of extra Yukawa couplings, in particular $ ho_{ au\mu}$ and $ ho_{tu}$, can enhance $B o \mu\bar u$ rate but leave $B o au\bar u$ unchanged, thereby their ratio can deviate from the value common to the Standard Model and two Higgs doublet model type II. With recent hint of enhancement in $B o \mu\bar u$ using full Belle data, the Belle II experiment could probe this New Physics with just a few ab$^{-1}$.

研究の動機と目的

• 追加のヤコビ係数が$B \to \mu\bar{\mu}}$の崩壊率をどのように増幅させるか、$B \to \tau\bar{\mu}}$に影響を与えないかを調査すること。
• 標準模型およびタイプII二Higgs二重項模型の予測と比較して、$B \to \mu\bar{\mu}}$と$B \to \tau\bar{\mu}}$の比率にどのような逸脱が生じるかを特定すること。
• 最近のBelleデータの兆候を踏まえ、わずかな光度でBelle IIがそのような新しい素性を検出できる可能性を評価すること。

提案手法

• 追加のヤコビ係数$\lambda_{\tau\mu}$および$\lambda_{tu}$を含む木レベルでの$B \to \mu\bar{\mu}}$の崩壊をモデル化すること。
• $B \to \mu\bar{\mu}}$および$B \to \tau\bar{\mu}}$過程の振幅を計算し、新しい係数が影響するのは前者に限ることを示すこと。
• 分岐比の比率$\mathcal{B}(B \to \mu\bar{\mu}})/\mathcal{B}(B \to \tau\bar{\mu}})$を標準模型およびタイプII 2HDMの予測と比較すること。
• 数ab$^{-1}$の予想光度を用いて、Belle IIがこれらの新しい係数をどの程度感度よく検出できるかを評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 新しいヤコビ係数$\lambda_{\tau\mu}$および$\lambda_{tu}$が、$B \to \mu\bar{\mu}}$を木レベルで増幅させながら$B \to \tau\bar{\mu}}$に影響を与えないか。
• RQ2 これらの係数が存在する場合、$\mathcal{B}(B \to \mu\bar{\mu}})/\mathcal{B}(B \to \tau\bar{\mu}})$の比率が標準模型およびタイプII 2HDMの値から逸脱するか。
• RQ3 現在の実験的兆候を踏まえ、Belle IIが数ab$^{-1}$の統合光度でのみその逸脱を検出できるか。

主な発見

• $\lambda_{\tau\mu}$および$\lambda_{tu}$ヤコビ係数の存在により、$B \to \mu\bar{\mu}}$の崩壊率は木レベルで増幅されるが、$B \to \tau\bar{\mu}}$には影響しない。
• これにより、$B \to \mu\bar{\mu}}$と$B \to \tau\bar{\mu}}$の分岐比の比率が、標準模型およびタイプII 2HDMの予測から逸脱する。
• Belle IIでは、数ab$^{-1}$のデータ量でも$B \to \mu\bar{\mu}}$の増幅が検出可能である。
• このモデルは、最近のBelleデータで観測された$B \to \mu\bar{\mu}}$の増幅の兆候を説明する有効な解釈を提供する。