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对 $B^{+} \to K^{+} X$ 无可见衰变的约束来自 Belle II $B^{+} \to K^{+} ν\barν$ 测量

Constraints on invisible $B^{+}\to K^{+} X$ decays from the Belle II $B^{+} \to K^{+} ν\barν$ measurement

Ludwig Maximilians University（路德维希-马克西米利安大学）；University of New South Wales（新南威尔士大学）；University of Bonn（波恩大学）；University of Sydney（悉尼大学）

Lorenz Gärtner, Nikolai Krug, Thomas Kuhr, Michael A. Schmidt, Slavomira Stefkova, Bruce Yabsley

发表信息：
Phys. Rev. D 114, 032003 (2026)
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AI总结：

Belle II 测量发现 $B^{+} \to K^{+} ν\barν$ 分支比超出标准模型预测，支持存在轻的不可见共振。

摘要：

Belle II 对 $B^{+} \to K^{+} ν\barν$ 分支比的测量显示比标准模型预测有 2.7σ 的超额，这促使了新的物理解释，如轴子样粒子、希格斯样标量或超出标准模型的规范玻色子。一个两体衰变 \BKX 具有不可见的 $X$ 提供了自然的解释。本工作利用 Belle II 的公共模型无关似然函数对这一假说进行了全面检验。推导了共振质量 $m_X$ 和分支比的后验分布，并进行了一种修改的频繁论上限质量扫描。数据支持一个质量 $m_X = 2.1^{+0.2}_{-0.1}$ GeV 的共振，以及产物 $\mathcal{B}(B^+\to K^+ X) \cdot \mathcal{P}_{X,\rm inv} = 9.2^{+1.8}_{-3.4} \cdot 10^{-6}$，其中 $\mathcal{P}_{X,\rm inv}$ 是 $X$（及其衰变产物）未被探测的概率。贝叶斯因子表明标准模型加共振对标准模型仅假设有非常强的偏好。一种频繁论似然比检验支持标准模型加共振假说由 3.0σ。一个轻的不可见共振加标准模型因此提供了对 Belle II 数据的令人信服的描述。

英文摘要：

The Belle II measurement of the branching fraction for $B^+\to K^+ν\barν$ shows a $2.7σ$ excess over the Standard Model prediction and motivates new-physics explanations such as axionlike particles, Higgs-like scalars, or beyond Standard Model gauge bosons. A two-body decay $B^+\to K^+X$ with an invisible $X$ provides a natural candidate explanation. This work provides a comprehensive test of this hypothesis using Belle II's public model-agnostic likelihood. Posterior distributions are derived for the resonance mass $m_X$ and the branching fraction, and a modified frequentist upper-limit mass scan is performed. The data favor a resonance with mass $m_X = 2.1^{+0.2}_{-0.1}\,\mathrm{GeV}$ and the product $\mathcal{B}(B^+\to K^+X)\cdot\mathcal{P}_{X,\mathrm{inv}} = 9.2^{+1.8}_{-3.4}\cdot 10^{-6}$, where $\mathcal{P}_{X,\mathrm{inv}}$ is the probability that $X$ (and its decay products) are undetected. Bayes's factors indicate a very strong preference for the Standard Model plus resonance over the Standard Model-only hypothesis. A frequentist likelihood-ratio test favors the Standard Model plus resonance hypothesis by $3.0σ$. A light invisible resonance plus the Standard Model therefore provides a compelling description of the Belle II data.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。

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