寻找新物理的线索：从RK(*)到K→πνν¯的探索

"Eur.Phys.J.C(2018)78:275，Footprintsofleptoquarks:fromRK(∗)toK→πν¯ν，S.Fajfer, N.Košnik, L.ValeSilva" 这篇论文深入探讨了在粒子物理学中的新物理现象（NP），特别是与弱相互作用相关的领域。标题提到的"蝶夸克的足迹"是指可能存在的超出标准模型（SM）的新粒子，如leptoquarks，它们可以解释某些观测到的异常现象。这些异常现象主要体现在B介子的衰变过程中，如$$ R_ {D^{(*)}} $$和$$ R_ {K^{(*)}} $$的比率。 $$ R_ {D^{(*)}} $$和$$ R_ {K^{(*)}} $$是两个重要的物理量，分别衡量B介子衰变为D介子（伴随着轻子）和D星介子（同样伴有轻子）的比例，这些衰变过程涉及到不同种类的轻子，比如电子和μ子。在标准模型的预测下，这些比例应该接近于1，但实验测量结果显示它们存在偏离，暗示可能存在未被标准模型包含的新物理过程。 论文特别提到了$$ K \rightarrow \pi \nu \bar{\nu} $$衰变，这是一种非常罕见的Kaon衰变过程，其主要由标准模型中的短距离效应控制。NA62（位于CERN）和KOTO（位于J-PARC）实验计划以大约10%的精度测量这一衰变的分支比，这将极大地提高我们对这一领域的理解。 SM理论预测这一衰变的分支比的不确定性已得到很好的控制，使得实验结果与理论预测的比较成为可能。如果发现实验测量值与理论预测有显著差异，那可能意味着存在新物理的影响，尤其是那些可能导致味改变中性电流跃迁（如$$ s \rightarrow d $$）的效应。 文章作者进一步讨论了leptoquarks作为可能的解释，因为它们能够同时与夸克和轻子相互作用，从而影响$$ B $$介子和$$ K $$介子的衰变过程。尽管当前的异常现象主要集中在第三代费米子（如底夸克和顶夸克），但leptoquarks的存在可能揭示了一种跨代的味变化现象，这也适用于$$ s \rightarrow d $$这样的轻夸克转变。 这篇论文旨在通过研究$$ K \rightarrow \pi \nu \bar{\nu} $$衰变以及它与$$ R_ {D^{(*)}} $$和$$ R_ {K^{(*)}} $$异常之间的潜在联系，探索新物理的线索，特别是leptoquarks这种可能的粒子。这种研究不仅深化了我们对基本粒子相互作用的理解，还可能为未来粒子物理实验提供新的方向。