利用新型蒙特卡洛事件生成器探讨 ${\bar B}^0\to D^{*+}\ell^- {\bar\nu}$ 中 $\Delta A_{FB}$ 反常的启示

来自 Belle、BaBar 和 LHCb 的 B 物理近期实验结果表明，在弱 $b\to c$ 带电流与 $b\to s$ 中性流过程中存在新物理（NP）。此处我们聚焦于带电流情形，具体而言为衰变模式 $\bar{B}^0\to D^{*+}\ell^- \bar{\nu}$，其中 $\ell = e$ 与 $\mu$。当前 $R_D$ 与 $R_D^{*}$ 的世界平均值相对标准模型（SM）预言偏离 $3.4\sigma$，而近期在 $\bar{B}^0\to D^{*+}\mu^- \bar{\nu}$ 衰变的前向后不对称度测量 $A_{FB}$ 中观测到一新反常。在 2019 年 Belle 数据分析中发现，$\Delta A_{FB} = A_{FB}(B\to D^{*} \mu\nu) - A_{FB} (B\to D^{*} e \nu)$ 偏离 SM 预言约 $4.1\sigma$。本工作中我们探索 $\Delta A_{FB}$ 反常的可能解，并指出其他角观测量中相关的 NP 信号。这些角观测量间的相关性在超越标准模型物理的情形下必然存在。我们强调通过取缪子与电子模式的观测量之差得到的 $\Delta$ 型观测量的重要性。这些量在 SM 中消去形状因子不确定性，并允许对 NP 进行干净检验。这些引人关注的结果也表明，在 $\bar{B}^0\to D^{*+}\ell^- \bar{\nu}$ 衰变中迫切需要对模拟与分析技术加以改进。在此我们还描述了一款基于 EVTGEN 开发的新型蒙特卡洛事件生成器工具，其可模拟 $\bar{B}^0\to D^{*+}\ell^- \nu$ 中由 SM 与 NP 振幅干涉引起的 NP 特征。随后我们讨论了利用 1、5、50 与 250 ab$^{-1}$ 的 Belle II 数据对灵敏于 NP 耦合的改进观测量的前景，其似乎极适合此类测量。