CKM 反常是否由矢量型夸克诱导？来自味改变与标准模型精度检验的限制

近期对 $V_{us}$ 与 $V_{ud}$ 的高精度测定指向 CKM 矩阵第一行的反常。即，由超允许贝塔衰变确定的 $V_{ud}$ 与由介子衰变确定的 $V_{us}$ 暗示第一行幺正性在约 $4\sigma$ 水平被违背。此外，由轻子型 $K\mu2$ 与半轻子型 $K\ell3$ 介子衰变得到的 $V_{us}$ 测定间存在张力。若存在 TeV 尺度的额外矢量型夸克且与较轻夸克有充分大的混合，这些差异可得以解释。特别地，额外的矢量型弱单态夸克可被视为 CKM 幺正性问题的解，而额外的矢量型弱双重态原则上可解决所有张力。此类混合的效应在味改变现象与 SM 精度检验下被审视。我们分别考虑额外下型同位旋单态、上型同位旋单态以及含上下型额外夸克的同位旋双重态的影响，并确定各情形下的可用参数空间。我们发现味改变现象的实验限制随质量增大而更严苛，故额外粒子质量不应超出几 TeV。此外，仅一类额外多重态无法完全解释所有差异，需某种组合。我们表明这些情形可由未来实验检验。即，若额外矢量型夸克为 CKM 反常之因，则其中至少一个应在几 TeV 尺度被发现，且若 $Z$ 强子衰变率的实验精度提升约 2 倍，应探测到与轻夸克的异常弱同位旋破坏 $Z$ 玻色子耦合。