Correlating $$B\rightarrow K^{(*)} \nu \bar{\nu }$$ and flavor anomalies in SMEFT

Abstract

Abstract The recent measurement of $$\mathcal {B}(B^+\rightarrow K^+\nu \bar{\nu })$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>ν</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> by Belle-II reveals a $$2.8~\sigma $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mn>2.8</mml:mn> <mml:mspace/> <mml:mi>σ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> deviation from the Standard Model (SM) prediction. Combining this with a prior Belle measurement of $$\mathcal {B}(B^{0}\rightarrow K^{*0}\nu \bar{\nu })$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mmultiscripts> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mrow/> <mml:mrow> <mml:mrow/> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mmultiscripts> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>ν</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , the upper bound of the ratio $$\mathcal {B}(B^{0}\rightarrow K^{*0}\nu \bar{\nu })/\mathcal {B}(B^+\rightarrow K^+\nu \bar{\nu })$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mmultiscripts> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mrow/> <mml:mrow> <mml:mrow/> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mmultiscripts> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>ν</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>ν</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> is notably smaller than the SM prediction. In this work, tensions are solved within the framework of Standard Model effective field theory (SMEFT). The flavor-changing-neutral-current (FCNC) and charged-current observables of either down-type ( $$b\rightarrow s\nu \bar{\nu }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>ν</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> </mml:mrow> </mml:math> , $$b\rightarrow s\ell ^+\ell ^-$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>s</mml:mi> <mml:msup> <mml:mi>ℓ</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>ℓ</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> , and $$b\rightarrow u_i\ell \bar{\nu }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mi>i</mml:mi> </mml:msub> <mml:mi>ℓ</mml:mi> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>ν</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> </mml:mrow> </mml:math> ) or up-type ( $$u_j\rightarrow u_i\nu \bar{\nu }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mi>j</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mi>i</mml:mi> </mml:msub> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mi>ν</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> </mml:mrow> </mml:math> , $$u_j\rightarrow u_i\ell ^+\ell ^-$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mi>j</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mi>i</mml:mi> </mml:msub> <mml:msup> <mml:mi>ℓ</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>ℓ</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> , and $$u_j\rightarrow s\ell \bar{\nu }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>u</mml:mi>

Topics & Concepts