Combined explanations of B-physics anomalies, $$(g-2)_{e, \mu }$$ and neutrino masses by scalar leptoquarks
Shao‐Long Chen, Wenwen Jiang, Ze-Kun Liu
Abstract
Abstract We extend the contents of the standard model (SM) by introducing TeV-scale scalar leptoquarks to generate neutrino masses and explain some current observed deviations from the SM predictions, including the anomalous magnetic moments of charged leptons (electron and muon) and B -physics anomalies ( $$R_{K^{(*)}}$$ <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:mo>(</mml:mo> <mml:mrow/> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:msub> </mml:math> and $$R_{D^{(*)}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:msup> <mml:mi>D</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mrow/> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:msup> </mml:msub> </mml:math> ). The model consists of $$\text {SU}(2)_L$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mtext>SU</mml:mtext> <mml:msub> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> <mml:mi>L</mml:mi> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> singlet leptoquark $$S_1\sim ({\bar{3}}, 1, 1/3)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>∼</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mn>3</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mn>3</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> , doublet leptoquark $${\tilde{R}}_2\sim (3, 2, 1/6)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mover> <mml:mi>R</mml:mi> <mml:mo>~</mml:mo> </mml:mover> <mml:mn>2</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>∼</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mn>3</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>2</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mn>6</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> and triplet leptoquark $$S_3\sim ({\bar{3}}, 3, 1/3)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msub> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mn>3</mml:mn> </mml:msub> <mml:mo>∼</mml:mo> <mml:mrow> <mml:mo>(</mml:mo> <mml:mover> <mml:mrow> <mml:mn>3</mml:mn> </mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>¯</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mover> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>3</mml:mn> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mo>/</mml:mo> <mml:mn>3</mml:mn> <mml:mo>)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> . We combine the constraints arising from the low-energy lepton flavor violation, meson decay and mixing observables. We perform a detailed phenomenological analysis and identify the minimized texture of leptoquark Yukawa matrices to accommodate a unified explanation of the anomalies and neutrino oscillation data.