Searching for lepton flavor universality violation and collider signals from a singly charged scalar singlet

被引：42

作者：

Crivellin, Andreas ^{[1
,2
,3
]}

Kirk, Fiona ^{[2
,3
]}

Manzari, Claudio Andrea ^{[2
,3
]}

Panizzi, Luca ^{[4
]}

机构：

[1] CERN Theory Div, CH-1211 Geneva 23, Switzerland

[2] Univ Zurich, Phys Inst, Winterthurerstr 190, CH-8057 Zurich, Switzerland

[3] Paul Scherrer Inst, CH-5232 Villigen, Switzerland

[4] Uppsala Univ, Dept Phys & Astron, Box 516, SE-75120 Uppsala, Sweden

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2021年 / 103卷 / 07期

基金：

瑞士国家科学基金会;

关键词：

NEUTRINO MASS; PHYSICS; COLLISIONS; HADRON; ENERGY; MODEL;

D O I：

10.1103/PhysRevD.103.073002

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

In recent years, evidence for lepton flavor universality violation beyond the Standard Model has been accumulated. In this context, a singly charged SU(2)(L) singlet scalar (phi(+/-)) is very interesting, as it can only have flavor off-diagonal couplings to neutrinos and charged leptons therefore necessarily violating lepton flavor (universality). In fact, it gives a (necessarily constructive) tree-level effect in l -> l'nu nu processes, while contributing to charged lepton flavor violating only at the loop level. Therefore, it can provide a common explanation of the hints for new physics in tau -> mu nu nu/tau(mu) -> e nu nu and of the Cabibbo Angle Anomaly. Such an explanation predicts Br[tau -> e gamma] to be of the order of a few times 10(-11), while Br[tau -> e mu mu] can be of the order of 10(-9) for order one couplings and therefore in the reach of forthcoming experiments. Furthermore, we derive a novel coupling-independent lower limit on the scalar mass of approximate to 200 GeV by recasting LHC slepton searches. In the scenario preferred by low energy precision data, the lower limit is even strengthened to approximate to 300 GeV, showing the complementary between LHC searches and flavor observables. Furthermore, we point out that this model can be tested by reinterpreting dark matter monophoton searches at future e(+)e(-) colliders.

引用

页数：8

共 97 条

[1]

Aad G, 2020, EUR PHYS J C, V80, DOI 10.1140/epjc/s10052-019-7594-6

[2] Measurement of the Ratio of the B0 → D*-ι+vι and B0 → D*- μ+vμ Branching Fractions Using Three-Prong τ-Lepton Decays [J].

Aaij, R. ;

Adeva, B. ;

Adinolfi, M. ;

Ajaltouni, Z. ;

Akar, S. ;

Albrecht, J. ;

Alessio, F. ;

Alexander, M. ;

Alfonso Albero, A. ;

Ali, S. ;

Alkhazov, G. ;

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Alves, A. A., Jr. ;

Amato, S. ;

Amerio, S. ;

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An, L. ;

Anderlini, L. ;

Andreassi, G. ;

Andreotti, M. ;

Andrews, J. E. ;

Appleby, R. B. ;

Archilli, F. ;

d'Argent, P. ;

Romeu, J. Arnau ;

Artamonov, A. ;

Artuso, M. ;

Aslanides, E. ;

Auriemma, G. ;

Baalouch, M. ;

Babuschkin, I. ;

Bachmann, S. ;

Back, J. J. ;

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Baesso, C. ;

Baker, S. ;

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Baldini, W. ;

Baranov, A. ;

Barlow, R. J. ;

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Barsuk, S. ;

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Battista, V. ;

Bay, A. ;

Beaucourt, L. ;

Beddow, J. ;

Bedeschi, F. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 120 (17)

[3] Differential branching fractions and isospin asymmetries of B → K (*) μ + μ - decays [J].

Aaij, R. ;

Adeva, B. ;

Adinolfi, M. ;

Affolder, A. ;

Ajaltouni, Z. ;

Albrecht, J. ;

Alessio, F. ;

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JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2014, (06)

[4]

Aaij R, 2017, J HIGH ENERGY PHYS, DOI [10.1007/JHEP08(2017)055, 10.1007/JHEP04(2017)162]

[5] Test of Lepton Universality Using B+ → K+l+l- Decays [J].

Aaij, R. ;

Adeva, B. ;

Adinolfi, M. ;

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PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (15)

[6] Test of lepton flavor universality by the measurement of the B0 → D*- τ+ ντ branching fraction using three-prong τ decays [J].

Aaij, R. ;

Adeva, B. ;

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Ajaltouni, Z. ;

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Bachmann, S. ;

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Baesso, C. ;

Baker, S. ;

Balagura, V. ;

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Bay, A. ;

Beaucourt, L. ;

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Bedeschi, F. .

PHYSICAL REVIEW D, 2018, 97 (07)

[7] Angular analysis of the B0 → K*0 μ+ μ- decay using 3 fb-1 of integrated luminosity [J].

Aaij, R. ;

Beteta, C. Abelian ;

Adeva, B. ;

Adinolfi, M. ;

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Akar, S. ;

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JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2016, (02) :1-79

[8] Angular analysis and differential branching fraction of the decay Bs0 → φμ+μ- [J].

Aaij, R. ;

Adeva, B. ;

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JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2015, (09)

[9] Measurement of the Ratio of Branching Fractions B((B)over-bar0 → D*+τ-(ν)over-barτ)/B((B)over-bar0 → D*+μ-(ν)over-barμ) [J].

Aaij, R. ;

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PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 115 (11)

[10] Search for the lepton flavour violating decay τ- → μ-μ+μ- [J].

Aaij, R. ;

Adeva, B. ;

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共 97 条

[1]

Aad G, 2020, EUR PHYS J C, V80, DOI 10.1140/epjc/s10052-019-7594-6

[2] Measurement of the Ratio of the B0 → D*-ι+vι and B0 → D*- μ+vμ Branching Fractions Using Three-Prong τ-Lepton Decays [J].

Aaij, R. ;

Adeva, B. ;

Adinolfi, M. ;

Ajaltouni, Z. ;

Akar, S. ;

Albrecht, J. ;

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PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2018, 120 (17)

[3] Differential branching fractions and isospin asymmetries of B → K (*) μ + μ - decays [J].

Aaij, R. ;

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JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2014, (06)

[4]

Aaij R, 2017, J HIGH ENERGY PHYS, DOI [10.1007/JHEP08(2017)055, 10.1007/JHEP04(2017)162]

[5] Test of Lepton Universality Using B+ → K+l+l- Decays [J].

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PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2014, 113 (15)

[6] Test of lepton flavor universality by the measurement of the B0 → D*- τ+ ντ branching fraction using three-prong τ decays [J].

Aaij, R. ;

Adeva, B. ;

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Ajaltouni, Z. ;

Akar, S. ;

Albrecht, J. ;

Alessio, F. ;

Alexander, M. ;

Alfonso Albero, A. ;

Ali, S. ;

Alkhazov, G. ;

Cartelle, P. Alvarez ;

Alves, A. A., Jr. ;

Amato, S. ;

Amerio, S. ;

Amhis, Y. ;

An, L. ;

Anderlini, L. ;

Andreassi, G. ;

Andreotti, M. ;

Andrews, J. E. ;

Appleby, R. B. ;

Archilli, F. ;

d'Argent, P. ;

Romeu, J. Arnau ;

Artamonov, A. ;

Artuso, M. ;

Aslanides, E. ;

Auriemma, G. ;

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Badalov, A. ;

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Baker, S. ;

Balagura, V. ;

Baldini, W. ;

Baranov, A. ;

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Battista, V. ;

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PHYSICAL REVIEW D, 2018, 97 (07)

[7] Angular analysis of the B0 → K*0 μ+ μ- decay using 3 fb-1 of integrated luminosity [J].

Aaij, R. ;

Beteta, C. Abelian ;

Adeva, B. ;

Adinolfi, M. ;

Affolder, A. ;

Ajaltouni, Z. ;

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Alessio, F. ;

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[8] Angular analysis and differential branching fraction of the decay Bs0 → φμ+μ- [J].

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JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2015, (09)

[9] Measurement of the Ratio of Branching Fractions B((B)over-bar0 → D*+τ-(ν)over-barτ)/B((B)over-bar0 → D*+μ-(ν)over-barμ) [J].

Aaij, R. ;

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PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2015, 115 (11)

[10] Search for the lepton flavour violating decay τ- → μ-μ+μ- [J].

Aaij, R. ;

Adeva, B. ;

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Affolder, A. ;

Ajaltouni, Z. ;

Akar, S. ;

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Ali, S. ;

Alkhazov, G. ;

Cartelle, P. Alvarez ;

Alves, A. A., Jr. ;

Amato, S. ;

Amerio, S. ;

Amhis, Y. ;

An, L. ;

Anderlini, L. ;

Anderson, J. ;

Andreassen, R. ;

Andreotti, M. ;

Andrews, J. E. ;

Appleby, R. B. ;

Gutierrez, O. Aquines ;

Archilli, F. ;

Artamonov, A. ;

Artuso, M. ;

Aslanides, E. ;

Auriemma, G. ;

Baalouch, M. ;

Bachmann, S. ;

Back, J. J. ;

Badalov, A. ;

Baesso, C. ;

Baldini, W. ;

Barlow, R. J. ;

Barschel, C. ;

Barsuk, S. ;

Barter, W. ;

Batozskaya, V. ;

Battista, V. ;

Bay, A. ;

Beaucourt, L. ;

Beddow, J. ;

Bedeschi, F. ;

Bediaga, I. ;

Belogurov, S. ;

Belous, K. ;

Belyaev, I. ;

Ben-Haim, E. .

JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 2015, (02) :1-20

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