矢量类夸克模型的有效理论分析

我们研究了一个带有下型 SU(2) 单态矢量类夸克（VLQ）作为标准模型（SM）最小扩展的模型。在该模型中，味改变中性流（FCNCs）在树层级出现，且 $3\times 3$ Cabibbo-Kobayashi-Maskawa（CKM）矩阵的单位性不成立。本文中，我们从 $b\rightarrow s$ 跃迁（特别是 $B_s\rightarrow \mu^+\mu^-$ 和 $\bar{B}\rightarrow X_s\gamma$ 过程）约束 FCNC 耦合。为分析这些过程，我们推导了在电弱对称性破缺尺度以下有效的有效拉格朗日量。为此，我们首先积掉 VLQ 场，并通过匹配至单圈水平的威尔逊系数导出有效理论。利用该有效理论，我们构建了 $b\rightarrow s\gamma^{(*)}$ 的有效拉格朗日量。它包含 SM 夸克的影响以及 CKM 单位性的破坏。我们通过考虑来自 $\Delta M_{B_s}$、$\mathrm{Br}[B_s\rightarrow\mu^+\mu^-]$、$\mathrm{Br}[\bar{B}\rightarrow X_s\gamma]$ 和 CKM 矩阵元以及理论不确定度的当前实验数据，给出了 FCNC 耦合大小及其相位的约束。我们发现来自 $\mathrm{Br}[B_s\rightarrow\mu^+\mu^-]$ 的约束比来自 $\mathrm{Br}[\bar{B}\rightarrow X_s\gamma]$ 的约束更严格。我们还获得了 VLQ 质量以及与 $b\rightarrow s$ 跃迁 FCNC 耦合相关的汤川耦合强度的界限。利用满足上述约束的 CKM 元，我们展示了单位性在复平面上是如何被违背的。