A global analysis of $$b \rightarrow s \ell \ell $$ data in heavy and light $$Z'$$ models

Abstract

Abstract We perform a model-independent global fit to all $$b \rightarrow s \ell \ell $$ <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:mi>ℓ</mml:mi> <mml:mi>ℓ</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> data in the light of recent measurements of the lepton flavour universality violating (LFUV) observables $$R_{K_S^0}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:msubsup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> </mml:msub> </mml:math> , $$R_{K^{*+}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mrow/> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:msub> </mml:math> , and the updated observables in $$B_s \rightarrow \phi \mu ^+ \mu ^-$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mi>s</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>ϕ</mml:mi> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> decay, by the LHCb collaboration. Assuming NP only in the muon sector, we find that the 1D NP scenarios $$C_9^{\textrm{NP}} &lt;0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mn>9</mml:mn> <mml:mtext>NP</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> and $$C_{9}^{\textrm{NP}}=-C_{10}^{\textrm{NP}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mn>9</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mtext>NP</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mn>10</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mtext>NP</mml:mtext> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:math> continue to be the most favoured ones. However, the significance of the favoured scenario $$C_{9}^{\textrm{NP}}=-C'_{9}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mn>9</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mtext>NP</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>-</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mn>9</mml:mn> <mml:mo>′</mml:mo> </mml:msubsup> </mml:mrow> </mml:math> has reduced and the updated data now marginally prefers $$C_{10}^{\textrm{NP}} &gt; 0$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mn>10</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mtext>NP</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>&gt;</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> scenario. The 2D scenarios $$(C_9^{\textrm{NP}}, C_{10}^{\prime } )$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mn>9</mml:mn> <mml:mtext>NP</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mn>10</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mo>′</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , $$(C_9^{\textrm{NP}}, C_{9}^{\prime } )$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mn>9</mml:mn> <mml:mtext>NP</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mn>9</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mo>′</mml:mo> </mml:msubsup> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> and $$(C_9^{\textrm{NP}}, C_{10}^{\textrm{NP}} )$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mn>9</mml:mn> <mml:mtext>NP</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mn>10</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mtext>NP</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , continue to be favoured by the data in the listed order. We analyse generic TeV scale $$Z'$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>Z</mml:mi> <mml:mo>′</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> models which can generate the 1D scenarios, $$C_9^{\textrm{NP}} &lt;0 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mn>9</mml:mn> <mml:mtext>NP</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>&lt;</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> and $$C_9^{\textrm{NP}} = -C_{10}^{\textrm{NP}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>C</mml:mi> <mml:mn>9</mml:mn> <mml:mtext>NP</mml:mtext> </mml:msubsup> <mml:mo>=</mml:mo>

Topics & Concepts