宇宙的暗原子：走向OHe核物理

宇宙的非重子暗物质被认为由新的稳定粒子组成。一种特殊情况是可能的，即新的稳定粒子带有普通电荷，并通过普通的库仑相互作用结合成重的“原子”。这种可能性受到轻元素异常同位素约束的严格限制，这些轻元素与普通电子形成带正电的重物种。如果带-2电荷的稳定粒子$X^{--}$相对于其反粒子（带+2电荷）过量，并且不存在带+1和-1电荷的稳定粒子，则可以避免这个问题。那么，在大爆炸核合成中形成的原始氦会捕获所有$X^{--}$，形成中性的O-氦（OHe）“原子”。考虑了原子核与OHe系统的薛定谔方程，并将其简化为球对称势中的相对运动方程，该势由作用于原子核外氦的核标量等标量吸引势的Yukawa尾部和原子核与OHe之间在氦和原子核核表面小距离处的偶极库仑排斥形成。介导标量等标量核势的$\sigma$介子的耦合强度和质量的数值相当不确定。在这些不确定性以及矩形势阱和势垒的近似下，我们发现这些参数的一个范围，在该范围内钠原子核与OHe具有几个keV的结合能。结果还强烈依赖于决定原子核大小的参数$d_o$的精确值。在重现DAMA结果的核参数下，OHe-原子核束缚态只能存在于中等原子核中，因此排除了在含有非常轻（例如$^3He$）和重原子核（如Xe）的探测器中直接与这些结果进行比较。