在标准模型中重新审视 $B\to \pi\ell^{+}\ell^{-}$ 衰变

本文在标准模型框架内，基于朴素因子化方法，对双轻子 $B$ 衰变 $B\to\pi\ell^+\ell^-(\ell=e,\mu,\tau)$ 给出了一个新的估计。我们结合多种方法，研究了 $B\to \pi$ 形状因子在整个动量转移平方 $q^2$ 区域的行为。对于矢量和标量形状因子，我们采用带有手征流关联子的光锥求和规则，以 twist-2 次领头阶精度估计了它们在中小运动学区域的形状。然后，对求和规则预言与在某些高 $q^2$ 处可用的相应格点 QCD 结果，同时拟合到 Bourrely-Caprini-Lellouch 参数化形式。除了在大 $q^2$ 处我们使用相应 $B\to K$ 形状因子的格点 QCD 数据并结合 $SU_F(3)$ 对称性破缺假设作为输入外，对张量形状因子也应用了相同的方法。利用拟合得到的 BCL 参数化，作为示例，我们计算了带电衰变模式 $B^-\to\pi^-\ell^+\ell^-$ 的几个可观测量，包括双轻子不变质量分布和分支比。对于双电子和双 μ 子模式，分支比估计为 $\mathcal{B}(B^-\to\pi^-e^+e^-)=(2.263^{+0.227}_{-0.192})\times10^{-8}$ 和 $\mathcal{B}(B^-\to\pi^-\mu^+\mu^-)=(2.259^{+0.226}_{-0.191}) \times10^{-8}$。后者与 LHCb 最近的实验测量结果非常吻合，从而对新物理的可能贡献施加了严格的限制。对于双 τ 子模式，我们得到 $\mathcal{B}(B^-\to\pi^-\tau^+\tau^-)=(1.017^{+0.118}_{-0.139})\times10^{-8}$，这比现有的理论预言大一个数量级。