首次测量kaonic氘X射线跃迁

低能强子间强相互作用的研究仍然是基础物理的关键挑战之一，因为其非微扰性质使得理论描述强烈依赖于实验输入。尽管在涉及上夸克和下夸克的系统方面取得了实质性进展，但奇异数领域的理论模型由于缺乏实验数据而继续面临限制。Kaonic原子通过其最低原子能级上的能量移动和宽度，为研究低能奇异强相互作用提供了有力工具。在此背景下，kaonic氘X射线光谱学长期以来一直是强子原子物理中的主要开放挑战之一，因为其X射线产额极低。这项测量尤为重要，因为它可以触及实验上无法直接获得的阈值能量处的$K^-n$相互作用。在这里，我们报告了在DA$\Phi$NE对撞机上使用SIDDHARTA-2实验首次观测到kaonic氘X射线跃迁。我们确定$1s$能级的强相互作用移动和宽度分别为$\varepsilon_{1s}=-810.9\pm24.5\,(\mathrm{stat})\pm2.1\,(\mathrm{syst})\,\mathrm{eV}$和$\Gamma_{1s}=812\pm97\,(\mathrm{stat})\pm33\,(\mathrm{syst})\,\mathrm{eV}$。这项测量构成了对阈值处$K^-d$强相互作用最精确的实验测定，并能够区分竞争的理论模型。结合kaonic氢的测量，这一结果为确定同位旋相关的$K^-N$散射长度提供了所需的实验输入，对描述第一个预测的强子分子态$\Lambda(1405)$的性质以及富中子物质具有重要意义。