When energy goes missing: new physics in $$b\rightarrow s \nu \nu $$ with sterile neutrinos
Tobias Felkl, A. Giri, Rukmani Mohanta, Michael A. Schmidt
Abstract
Abstract Belle II recently reported the first measurement of $$B^+\rightarrow K^+ + \textrm{inv}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <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:mo>+</mml:mo> <mml:mtext>inv</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> , which is $$2.8\sigma $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mn>2.8</mml:mn> <mml:mi>σ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> above the Standard Model prediction. We explore the available parameter space of new physics within Standard Model effective field theory extended by sterile neutrinos ( $$\nu $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mi>ν</mml:mi> </mml:math> SMEFT) and provide predictions for the other $$B\rightarrow K^{(\star )} +\textrm{inv}$$ <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>K</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mo>⋆</mml:mo> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> <mml:mo>+</mml:mo> <mml:mtext>inv</mml:mtext> </mml:mrow> </mml:math> decay modes and invisible $$B_s$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> </mml:msub> </mml:math> decays. We also briefly comment on charged current decays $$B\rightarrow D^{(\star )} \ell \bar{\nu }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mo>⋆</mml:mo> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> <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> and possible ultraviolet completions of the relevant $$\nu $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mi>ν</mml:mi> </mml:math> SMEFT operators.