Snowmass 白皮书：Belle II 未来十年及更久的物理探测能力与规划

Belle II 是一个运行在强度前沿的实验。未来数十年，它将在 KEK 的 SuperKEKB 高亮度对撞机上记录 10 GeV 正负电子碰撞产生的数十亿底介子、粲强子和 tau 轻子的衰变。这些在低本底和运动学已知条件下收集的数据，将使我们能够测量数百个检验标准模型（SM）并探测新粒子存在的参数，其质量尺度比能量前沿所研究的高出数个数量级。我们针对 1 至 50 ab$^{-1}$ 数据量下具有主要相关性且 Belle II 将独具或世界领先的测量，给出了灵敏度预期。Belle II 将独特地探测灵敏的 $b \to q\bar q s$ 衰变和无粲 $b \to q\bar q d(u)$ 衰变、半轻子 $b \to s \nu \bar\nu$ 与 $s \tau^+ \tau^-$ 衰变、全轻子 $b \to \ell \nu$ 衰变以及特定 $c \to u$ 过程中的非 SM 贡献。Belle II 将引领 $b \to c \tau \nu$ 和 $b \to s \gamma$ 衰变中非 SM 物理的探索，并将最精确地确定夸克混合参数 $|V_{ub}|$ 和 $|V_{cb}|$。Belle II 将以可预见未来世界领先精度测量 $\tau$ 物理中的许多参数，包括电偶极矩与磁偶极矩、带电轻子味破坏衰变的分支比，以及检验轻子味普适性的量。Belle II 将对 MeV-GeV 质量范围的暗 sector 粒子进行独特搜索。我们还将开展常规与多夸克 $c \bar c$ 和 $b \bar b$ 态的广泛能谱学项目，并为 sharpen muon 磁异常结果的解释提供必要输入。我们对非 SM 参数空间未探明区域的高精度探索，将揭示非 SM 粒子或对其存在设定严格约束，从而指引未来工作。