发表机构
Universitat Autònoma de Barcelona; Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), The Barcelona Institute of Science and Technology; ICREA, Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats; Instituto de Física Corpuscular, Universitat de València – Consejo Superior de Investigaciones Científicas（巴塞罗那自治大学; 巴塞罗那科学技术研究院高等物理研究所; 加泰罗尼亚研究高级 institution; 瓦伦西亚大学-西班牙国家科研理事会上层物理研究所）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。AI 中文总结
本文在SMEFT框架下分析b→sτ⁺τ⁻过程，结合R(D⁽*⁾)与B→K⁽*⁾νν̄异常，预测分支比可增强数倍，并指出通过多通道测量可区分不同新物理情景。
AI 中文摘要
涉及第三代夸克和轻子的新物理，可通过味改变中性流跃迁过程 $b\to s\tau^+\tau^-$ 进行灵敏探测。受 $R(D^{(*)})$ 持续异常以及 $B^+\to K^{+}\nu\bar\nu$ 速率增强迹象的推动，我们重新审视并更新了 $b\to s\tau^+\tau^-$ 过程的预言。在先前采用数据驱动方法纳入主导的 $\psi(2S)$ 共振态的工作基础上，我们提供了 $B\to K^{(*)}τ^+τ^-$（$B_s\to\phi τ^+τ^-$）在全运动学范围内的预言。为在弱有效理论框架内纳入可能的新物理贡献，我们给出了相应分支比的半解析表达式。随后，我们对在 TeV 能标实现的新物理进行了全面的维度-6 SMEFT 分析。我们识别出当前数据偏好的参数空间区域，在这些区域中 $b\to s\tau^+\tau^-$ 过程的分支比可增强数个数量级。尽管当前实验灵敏度仍远高于标准模型预言值，但现有味数据所暗示的增强意味着 LHCb、CMS 和 Belle~II 即将给出的限制将探测相关 SMEFT 参数空间的重要区域。此外，我们强调，虽然不同情景可导致相同的 $B\to K^{(*)}ν\barν$ 分支比预言，但通过测量 $B\to K^{(*)}τ^+τ^-$、$B_s\to τ^+τ^-$ 和 $B_s\to\phi τ^+τ^-$ 可区分这些情景。
英文摘要
Tauonic flavour-changing neutral-current transitions ($b\to sτ^+τ^-$) are sensitive probes of New Physics connected to third-generation quarks and leptons. Motivated by the persistent anomalies in $R(D^{(*)})$ and the indications of enhanced $B^+\to K^{+}ν\barν$ rates, we revisit and update the predictions for $b\to sτ^+τ^-$ processes. Building upon a previous work on a data-driven approach to include the dominant $ψ(2S)$ resonances, we provide predictions for $B\to K^{(*)}τ^+τ^-$ ($B_s\toϕτ^+τ^-$) over the full kinematic range. To include possible New Physics contributions within the Weak Effective Theory, we provide semi-analytic expressions for the corresponding branching ratios. We then perform a comprehensive dimension-6 SMEFT analysis of New Physics realised at the TeV scale. We identify regions of parameter space preferred by current data where the branching ratios of $b\to sτ^+τ^-$ processes can be enhanced by several orders of magnitude. While current experimental sensitivities remain far above the SM rates, the enhancements suggested by present flavour data imply that forthcoming limits from LHCb, CMS, and Belle~II will probe significant regions of the relevant SMEFT parameter space. Furthermore, we highlight that while different scenarios can lead to the same predictions for $B\to K^{(*)}ν\barν$ branching ratios, they can be disentangled by measuring $B\to K^{(*)}τ^+τ^-$, $B_s\toτ^+τ^-$ and $B_s\toϕτ^+τ^-$.
Comments28 pages, 10 figures
