Repository logo
Acerca de Depósito
  • Español
  • English
Log In
  1. Home
  2. Productividad Cientifica
  3. Artículos
  4. Probing R-parity violation in B-meson decays to a baryon and a light neutralino
 
  • Details

Probing R-parity violation in B-meson decays to a baryon and a light neutralino

Journal
Journal of High Energy Physics
ISSN
1029-8479
Date Issued
2023-02-01
Author(s)
DIB VENTURELLI, CLAUDIO OMAR  
Departamento de Física  
Helo, Juan Carlos
Lyubovitskij, Valery E.
Neill, Nicolás A.
Soffer, Abner
Wang, Zeren Simon
DOI
10.1007/JHEP02(2023)224
Abstract
<jats:title>A<jats:sc>bstract</jats:sc>
</jats:title><jats:p>We propose a search for <jats:italic>B</jats:italic> meson decays to a baryon plus missing energy at the Belle II experiment to probe supersymmetry with a GeV-scale lightest neutralino <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msubsup>
<mml:mover>
<mml:mi>χ</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> and <jats:italic>R</jats:italic>-parity violation (RPV). We perform analytic computations of the signal branching fractions in the framework of effective field theory, with a single nonzero RPV operator <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\lambda}_{ij3}^{\prime \prime }{\overline{U}}_i^c{\overline{D}}_j^c{\overline{D}}_3^c $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msubsup>
<mml:mi>λ</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>ij</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mover>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mover>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mover>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>, where <jats:italic>i, j</jats:italic> = 1<jats:italic>,</jats:italic> 2. The hadronic form factors are calculated using an SU(3) phenomenological Lagrangian approach for the proton, as well as several hyperons and charmed baryons. Since the decay of the neutralino is kinematically and CKM suppressed in this theoretical scenario, it decays outside the detector and appears experimentally only as missing energy. We detail the analysis techniques at the experimental level and estimate the background in the <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {B}^{+}\to p{\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>→</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mover>
<mml:mi>χ</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> search using published results for <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {B}^{+}\to {K}^{+}\nu \overline{\nu} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>→</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mi>ν</mml:mi>
<mml:mover>
<mml:mi>ν</mml:mi>
<mml:mo>¯</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>. Our final sensitivity plots are shown for both <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\lambda}_{113}^{\prime \prime } $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msubsup>
<mml:mi>λ</mml:mi>
<mml:mn>113</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> versus the squark mass <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {m}_{\tilde{q}} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mover>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:msub>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> and <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\lambda}_{113}^{\prime \prime }/{m}_{\tilde{q}}^2 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msubsup>
<mml:mi>λ</mml:mi>
<mml:mn>113</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mover>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> versus the neutralino mass <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {m}_{{\overset{\sim }{\chi}}_1^0} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mover>
<mml:mi>χ</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:msub>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>. We find that the search at Belle II could probe <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\lambda}_{113}^{\prime \prime }/{m}_{\tilde{q}}^2 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msubsup>
<mml:mi>λ</mml:mi>
<mml:mn>113</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mover>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> down to the order of 10<jats:sup><jats:italic>−</jats:italic>8</jats:sup> GeV<jats:sup><jats:italic>−</jats:italic>2</jats:sup> in the kinematically allowed <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {m}_{{\overset{\sim }{\chi}}_1^0} $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mover>
<mml:mi>χ</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:msub>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> range. We also obtain current limits on <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {\lambda}_{123}^{\prime \prime } $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msubsup>
<mml:mi>λ</mml:mi>
<mml:mn>123</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo>′</mml:mo>
<mml:mo>′</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula> by recasting an existing search interpreted as <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {B}^0\to {\Lambda}^0{\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>→</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>Λ</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mover>
<mml:mi>χ</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>, and comment about searches for <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {B}^{+}\to {\Sigma}^{+}{\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>→</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>Σ</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mover>
<mml:mi>χ</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>, <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {B}^0\to {\Sigma}^0{\chi}_1^0 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>→</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>Σ</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>χ</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>, <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {B}^{+}\to {\Lambda}_c^{+}{\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>→</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>Λ</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mover>
<mml:mi>χ</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>, and <jats:inline-formula><jats:alternatives><jats:tex-math>$$ {B}^{+}\to {\Xi}_c^{+}{\overset{\sim }{\chi}}_1^0 $$</jats:tex-math><mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML">
<mml:msup>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>→</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>Ξ</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>+</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mover>
<mml:mi>χ</mml:mi>
<mml:mo>~</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:math></jats:alternatives></jats:inline-formula>. In closing, we briefly discuss potential searches at the LHCb and BESIII experiments.</jats:p>
Subjects

Bottom Quarks

New Light PArticles

Supersymmetry

File(s)
Loading...
Thumbnail Image
Name

JHEP02(2023)224.pdf

Size

845.29 KB

Format

Adobe PDF

Checksum

(MD5):760f0cdf617ddd5caf6746b241f29122

UNIVERSIDAD

  • Nuestra Historia
  • Federico Santa María
  • Definiciones Estratégicas
  • Modelo Educativo
  • Organización
  • Información Estadística USM

CAMPUS Y SEDES

  • Información Campus y Sedes
  • Tour Virtual

EXTENSIÓN Y CULTURA

  • Dirección General de Comunicaciones
  • Dirección General de Vinculación con el Medio
  • Oficina de Asuntos Internacionales
  • Red de Ex-Alumnos
  • Noticias USM
  • Eventos USM
  • Radio USM
  • Cultura USM

SERVICIOS

  • Aula USM
  • Biblioteca USM
  • Portal de Autoservicio Institucional
  • Dirección de Tecnologías de la Información
  • Portal de Reportes UDAI
  • Sistema de Información de Gestión Académica
  • Sistema Integrado de Información Argos ERP
  • Sistema de Remuneraciones Históricas
  • Directorio USM
  • Trabaja con nosotros
Acreditación USM
usm.cl
Logo Acceso
Logo Consejo de Rectores
Logo G9
Logo AUR
Logo CRUV
Logo REUNA
Logo Universia

Built with DSpace-CRIS software - Extension maintained and optimized by 4Science

  • Cookie settings
  • Privacy policy
  • End User Agreement
  • Send Feedback