二胜于一：粲物理中的U自旋-CP反常
摘要
LHCb近期对D → K^+ K^-衰变中CP不对称的测量，结合ΔA_CP，证明D → π^+ π^-衰变中存在可观的CP不对称，这要求标准模型高阶贡献相对树图级贡献的动力学增强达到两倍。数据进一步暗示巨大的U自旋破缺，约为粲物理中名义标准模型破缺（≲30%）的4-5倍。这两个近似对称性的增强破缺指向违背U自旋与CP的模型，并排斥味单态贡献（如色磁偶极算符）作为数据的解释。我们分析了有味Z′模型对粲CP不对称的探测能力。模型具有显式的U自旋与同位旋破缺，允许与D → π^0 π^0和D^+ → π^+ π^0衰变相关，其相应CP不对称与D → π^+ π^-处于相似量级与符号，约为O(1-2)·10^{-3}。实验与理论约束收窄了可行模型的形态：无反常模型为避轻子（leptophobic）——或至少避电与避μ子（electro- and muo-phobic）——且轻Z′低于O(20) GeV，可在LHC低质量双喷注、Υ与粲偶素衰变及暗光子信号中搜寻。约3 GeV或约(5-7) GeV的Z′可缓解J/ψ → π^+ π^-与ψ′ → π^+ π^-分支比与来自Babar和JLab数据拟合的π形状因子的张力，并同时解释粲CP不对称。模型还具有可观的衰变至轻右手性中微子或矢量型暗费米子的分支比，可在Belle II与BESIII的e^+ e^- → 强子 + 不可见物中搜寻。由于新物理尺度较低，暗费米子可能诱导早期Landau极点，需在TeV尺度附近进行UV完备。
引用
@article{arxiv.2210.16330,
title = {Two is better than one: The U-spin-CP anomaly in charm},
author = {Rigo Bause and Hector Gisbert and Gudrun Hiller and Tim Höhne and Daniel F. Litim and Tom Steudtner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.16330},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 5 figures. v2: Fig.1 and discussion on U-Spin improved, minor corrections and references added, v3: match published version