From B-meson anomalies to Kaon physics with scalar leptoquarks

Abstract

Abstract In this work we study possible connections between B -meson anomalies and Kaon physics observables in the context of combined solutions with the singlet and triplet scalar leptoquarks $$S_1$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> and $$S_3$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>3</mml:mn> </mml:msub> </mml:math> . By assuming a flavor structure for the leptoquark couplings dictated by a minimally broken $$U(2)^5$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>U</mml:mi> <mml:msup> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mn>5</mml:mn> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> flavor symmetry we can make a sharp connection between these two classes of observables. We find that the bound on $${\mathcal {B}}(K^+ \rightarrow \pi ^+ \nu \nu )$$ <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>K</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> from NA62 puts already some tension in the model, while the present limits on $${\mathcal {B}}(K_L \rightarrow \mu ^+ \mu ^-)$$ <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>K</mml:mi> <mml:mi>L</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>→</mml:mo> <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:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> and $$\mu \rightarrow e$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>μ</mml:mi> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mi>e</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> conversion in nuclei can be saturated. Relaxing instead the flavor assumption we study what values for $${\mathcal {B}}(K^+ \rightarrow \pi ^+ \nu \nu )$$ <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>K</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , as well as for $${\mathcal {B}}(K_L \rightarrow \pi ^0 \nu \nu )$$ <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>K</mml:mi> <mml:mi>L</mml:mi> </mml:msub> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>π</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mi>ν</mml:mi> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> and $${\mathcal {B}}(K_{L,S} \rightarrow \mu ^+ \mu ^-)$$ <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>K</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>L</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>S</mml:mi> </mml:mrow> </mml:msub> <mml:mo>→</mml:mo> <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:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> , are viable compatibly with all other phenomenological constraints.

Topics & Concepts