一个疏质子矢量玻色子能否解释 ATOMKI 异常？

2016 年，ATOMKI 合作组宣布 [PRL {\bf 116}, 042501 (2016)] 在入射质子束轰击 $^7$Li 靶所诱导的 $^8$Be 核跃迁之一中观测到 $e^+-e^-$ 对产生信号的意外增强。随后提出了许多超出标准模型的物理解释。一个流行的理论是，该异常由核跃迁中产生的质量约 17 MeV 的疏质子矢量玻色子（$X$）[例如 PRL\ {\bf 117}, 071803 (2016)] 引起。我们通过推导光子与 $X$ 和核子耦合之间的同位旋关系来研究这一假设。这使我们能找到疏质子 $X$ 产生截面与已测量光子产生截面之间的简单关系。最终结果是，$X$ 产生由 $E1^X$ 和 $L1^X$（横向和纵向电偶极）以及 $C1^X$（电荷偶极）诱导的直接跃迁主导，而不经过任何核共振（即轫致辐射），并具有在所有高于阈值的质子束能量下出现的平滑能量依赖。这与实验观测相矛盾，并使疏质子矢量玻色子解释失效。