Lepton universality and lepton flavor conservation tests with dineutrino modes
Rigo Bause, Hector Gisbert, Marcel Golz, Gudrun Hiller
Abstract
Abstract $$SU(2)_L$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>S</mml:mi> <mml:mi>U</mml:mi> <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> -invariance links charged dilepton and dineutrino couplings. Phenomenological implications are worked out for flavor changing neutral currents involving strange, charm, beauty and top quark transitions in a model-independent way. We put forward novel tests of lepton universality and lepton flavor conservation in $$|\varDelta c|= |\varDelta u|=1$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mi>Δ</mml:mi> <mml:mi>c</mml:mi> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mi>Δ</mml:mi> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> and $$|\varDelta b|= |\varDelta q|=1$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mi>Δ</mml:mi> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mi>Δ</mml:mi> <mml:mi>q</mml:mi> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:math> , $$q=d,s$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mi>q</mml:mi> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mi>d</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>s</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> , transitions suitable for the experiments Belle II and BES III. Single top production plus dileptons uniquely probes semileptonic four-fermion $$|\varDelta t|= |\varDelta q'|=1$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mi>Δ</mml:mi> <mml:mi>t</mml:mi> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mi>Δ</mml:mi> </mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>q</mml:mi> <mml:mo>′</mml:mo> </mml:msup> <mml:mrow> <mml:mo>|</mml:mo> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mrow> </mml:math> , $$q'=u,c$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>q</mml:mi> <mml:mo>′</mml:mo> </mml:msup> <mml:mo>=</mml:mo> <mml:mi>u</mml:mi> <mml:mo>,</mml:mo> <mml:mi>c</mml:mi> </mml:mrow> </mml:math> , couplings and further study at the LHC is encouraged. Tests with single top production associated with dileptons and missing energy are suitable for study at future $$e^+ e^-$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>e</mml:mi> <mml:mo>+</mml:mo> </mml:msup> <mml:msup> <mml:mi>e</mml:mi> <mml:mo>-</mml:mo> </mml:msup> </mml:mrow> </mml:math> or muon colliders.