[论文解读] New physics in Bs0→J/ψϕ decays?

Bruno El-Bennich, J. P. B. C. de Melo+3 more|arXiv (Cornell University)|Apr 1, 2012

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 18被引用 1

一句话总结

本文利用近期LHCb、D0和CDF的测量数据，研究了B_s^0 → J/ψϕ和B_s^0 → J/ψf_0(980)衰变中的新物理贡献。结果表明，实验测得的R_f0/ϕ比值对这两种衰变道中的新物理效应施加了严格约束，显著限制了其允许的参数空间。

ABSTRACT

Abstract After a brief review of B s 0 – B s 0 oscillations, we discuss the weak decays B s 0 → J / ψ ϕ and B s 0 → J / ψ f 0 ( 980 ) and the ratio R f 0 / ϕ of their decay rates in the light of recent measurements by the LHCb, D 0 and CDF Collaborations. We point out that the experimental values for R f 0 / ϕ impose tight limits on new physics contributions to both decay channels.

研究动机与目标

• 评估近期实验测量对B_s^0 → J/ψϕ和B_s^0 → J/ψf_0(980)衰变中新物理贡献的影响。
• 评估R_f0/ϕ衰变速率比作为新物理超越标准模型的探针。
• 利用LHCb、D0和CDF合作组的更新数据，约束B_s^0衰变中的新物理效应。
• 确定测得的R_f0/ϕ值在多大程度上限制了两种衰变模式中新物理贡献的可能性。

提出的方法

• 在有效场论框架下分析B_s^0 → J/ψϕ和B_s^0 → J/ψf_0(980)衰变振幅。
• 将比值R_f0/ϕ = Γ(B_s^0 → J/ψf_0(980)) / Γ(B_s^0 → J/ψϕ)作为关键可观测量，用于探测新物理。
• 将R_f0/ϕ的理论预测与LHCb、D0和CDF的近期实验值进行比较。
• 应用幺正性和振幅关系，以约束衰变振幅中新物理的贡献。
• 结合B_s^0–B_s^0振荡的约束，进一步限制新物理参数。
• 评估R_f0/ϕ对两种衰变道中新物理贡献的敏感性。

实验结果

研究问题

• RQ1 近期LHCb、D0和CDF对R_f0/ϕ的测量如何约束B_s^0 → J/ψϕ衰变中的新物理？
• RQ2 新物理贡献在多大程度上会影响B_s^0衰变中的R_f0/ϕ比值？
• RQ3 测得的R_f0/ϕ值对标准模型之外的新物理模型有何影响？
• RQ4 B_s^0–B_s^0振荡数据如何与R_f0/ϕ的新物理约束相辅相成？
• RQ5 当前R_f0/ϕ的实验值是否与标准模型一致，还是暗示了新物理的存在？

主要发现

• 测得的R_f0/ϕ值对B_s^0 → J/ψϕ衰变道中新物理贡献施加了强烈约束。
• 由于R_f0/ϕ的实验边界极为严格，B_s^0 → J/ψf_0(980)中的新物理效应也受到类似约束。
• R_f0/ϕ比值作为强大探针，显著缩小了两种衰变模式中新物理的允许参数空间。
• 测得的R_f0/ϕ与标准模型的一致性表明，任何新物理都必须高度抑制或精细调节。
• B_s^0–B_s^0振荡的约束进一步收紧了这些衰变过程中新物理的限制。