B反常、缪子g-2与中微子质量的统一框架

我们提出了一个辐射产生中微子质量的模型，该模型同时解决了B介子衰变中报道的反常$R_{D^{(\star)}}$和$R_{K^{(\star)}}$，以及缪子g-2测量$\Delta a_\mu$中的反常。在该模型中，中微子质量通过涉及TeV尺度的轻夸克(leptoquark, LQ)标量$R_2$和$S_3$的圈图产生。我们在满足所有味约束的条件下对 neutrino 振荡参数进行拟合，这些拟合也在$1\, \sigma$内解释了$R_{D^{(\star)}}$、$R_{K^{(\star)}}$和$\Delta a_\mu$中的反常。一个同位旋-3/2的希格斯四重态在产生中微子质量中起关键作用；我们指出其中包含的双重带电标量可在$S_3$ LQ的衰变中产生，这将其在$\sqrt s=14$ TeV高亮度LHC（$\sqrt s=100$ TeV FCC-hh）上的探测范围提升至1.1（6.2）TeV。我们还给出了LQ与前两族费米子的汤川耦合的味依赖上限，这些上限来自由$t$道LQ交换介导的非共振双轻子（$pp \rightarrow \ell^+ \ell^-$）过程；对于1 TeV的LQ质量，这些上限在$(0.15 - 0.36)$范围内。这些限制排除了任何通过涉及末态$\nu_e$或$\nu_\mu$的LQ介导的B介子衰变来解释$R_{D^{(\star)}}$的可能性。我们还发现，导致对$\Delta a_\mu$手征增强贡献的同一汤川耦合，也对SM希格斯衰变到缪子对和陶子对产生了新贡献，相应分支比的修正处于(2-6)%水平，这可在未来的强子对撞机如HL-LHC和FCC-hh上进行检验。