暗中的轻夸克 maneuver：暗物质问题与 $R_{D^{(*)}}$ 反常的同时解

LHCb 合作组导出的 $B$ 介子衰变为轻子末态的分支比暗示了轻子味普适性的破缺。在本工作中，我们着眼于所谓的 $R_{D^{(*)}}$ 可观测量，其定义为在 tau 和 muon 通道中，中性 $B$ 介子带电流衰变为带电 $D$ 介子、带电轻子和中微子末态的比值。对这一带电流反常一个被充分研究且简单的解决方案是引入一个耦合于第二代和第三代费米子的标量轻夸克 $S_1$。我们研究 $S_1$ 如何也能作为标准模型与暗 sector 之间的媒介。我们详细研究了这一情形，并估计了来自轻夸克对撞机搜寻、丢失能量信号对撞机搜寻、直接探测实验以及暗物质遗迹丰度的约束。我们强调，产生一对衰变为不同末态（即通常所称的“混合”通道）的轻夸克为识别潜在动力学提供了关键信息，并且我们通过研究 $t \tau b \nu$ 和共振 $S_1$ 加丢失能量通道来例证这一点。我们发现直接探测数据对轻夸克与暗 sector 的耦合提供了不可忽略的约束，这反过来影响了遗迹丰度。我们还表明正确的遗迹丰度不仅可通过标准冻结产生，也可通过转换驱动冻结产生。我们用几个选定的基准点阐明了该模型丰富的现象学，提供了轻子味破坏与暗物质之间有趣联系的概览。