重中性中子在耗尽 $B$ 介子衰变中的作用

我们研究重中性中子 (HNL) 在 $B$ 介子衰变中的现象学，作为探寻标准模型之外物理的探针。聚焦于 $B \to \mu N$ 和 $B \to \tau N$ 等 leptonic 衰变通道，我们利用当前实验数据约束 $M_N$--$|U_{\ell N}|^2$ 平面上的允许区域。借助这些约束，我们研究由原位 HNL 介导的耗尽电子数 ($\Delta L=2$) 过程，包括 $B_{(c)}^- \to \pi^+ \mu^- \mu^-$ 和 $B_c^- \to J/\psi\, \pi^+ \mu^- \mu^-$。对于 benchmark 值 $|U_{\mu N}|^2 = 10^{-6}$ 和 $M_N = 2$-- $3\,\mathrm{GeV}$，预测的分支比在 $\mathcal{O}(10^{-13})$--$\mathcal{O}(10^{-8})$ 范围内。在各个通道中，$B_c^- \to \pi^+ \mu^- \mu^-$ 显示出最大的增强，而 $B_c^- \to J/\psi\, \pi^+ \mu^- \mu^-$ 则被强烈抑制。这些结果表明存在明显的通道依赖性，$B_c$ 模式在 HNL 效应方面提供了增强的灵敏度，并为未来寻找耗尽电子数的搜索提供了有前景的途径。