利用包容性与排他性观测量探测 $b \to s \ell\ell$ 中的未知非微扰效应

在本文中，我们从一个不同的视角重新审视一个长期存在的问题：“在所有由 $b\to s \mu\mu$ 跃迁介导的分支比中观察到的系统性亏损，是由于新物理，还是由于一种假设的、未知的常数普适强子贡献在模仿新物理？”使我们能够区分这两种可能性的关键观察是，与 $c\bar c$ 圈相关的非微扰贡献对包容性 $B\to X_s \ell\ell$ 模式和排他性 $B\to K^{(*)}\ell\ell$ 模式的影响不同。在包容性衰变中，可因子化贡献由 $e^+e^-\to \mathrm{hadrons}$ 的数据精确确定，而不可因子化修正由低 $q^2$ 下的解析光子贡献和高 $q^2$ 下的局部幂次修正来描述。相比之下，在排他性衰变中，假设的粲企鹅效应（超出当前不确定性估计中已包含的部分）在最坏情况下可能表现为一种恒定的普适贡献，原则上似乎无法与真正的新物理区分开来。我们确定了两个由排他性模式与包容性模式之比构建的观测量，它们可以区分新物理贡献和恒定强子贡献。此外，这些比率可以直接由 LHCb 测量，因为它们不需要对来自 B 工厂的 $J/\psi K^{(*)}$ 分支比进行任何归一化。利用现有数据对这些观测量进行的初步评估显示出对新物理解释的一定偏好。在一项互补性检验中，将包容性测量与高 $q^2$ 下相应排他性模式之和进行比较，同样不利于基于恒定强子贡献的解释。最后，我们基于 LHCb 和 Belle II 在不久的将来的预期测量结果，对这些新观测量进行了预测。