Are the new particles heavy or light in $$b \rightarrow s E_{\textrm{miss}}$$?
Quan-Yi Hu
Abstract
Abstract In this work, we study the $$B^+\rightarrow K^+ E_{\textrm{miss}}$$ <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:msub> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mtext>miss</mml:mtext> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> , $$B^0\rightarrow K^{*0} E_{\textrm{miss}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msup> <mml:mi>B</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:mmultiscripts> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mrow/> <mml:mrow> <mml:mrow/> <mml:mo>∗</mml:mo> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:mrow> </mml:mmultiscripts> <mml:msub> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mtext>miss</mml:mtext> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> , and $$\Lambda _b^0\rightarrow \Lambda ^0 E_{\textrm{miss}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mrow> <mml:msubsup> <mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msubsup> <mml:mo>→</mml:mo> <mml:msup> <mml:mi>Λ</mml:mi> <mml:mn>0</mml:mn> </mml:msup> <mml:msub> <mml:mi>E</mml:mi> <mml:mtext>miss</mml:mtext> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:math> decays under three different new physics hypotheses: the heavy new particles, the light neutral vector particles, and the axion-like particles. We find that all three hypotheses can resolve the Belle-II excess, and they can be clearly distinguished by the longitudinal polarization fraction of $$K^*$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msup> <mml:mi>K</mml:mi> <mml:mo>∗</mml:mo> </mml:msup> </mml:math> . Furthermore, we discover that the longitudinal polarization fraction of $$\Lambda $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mi>Λ</mml:mi> </mml:math> can be used to distinguish the chirality of the effective operators.