超核对深束缚 $H$ 双重子存在性与寿命的约束

我们研究了对 $\Lambda\Lambda$ 超核的独特观测（即其弱衰变为已知的 $\Lambda$ 超核，寿命为 $10^{-10}$ 秒量级）在多大程度上排除了深束缚双奇（${\cal S}=-2$）$H$ 双重子存在的可能性。在真实的 $\Lambda-\Lambda-{^4}$He 三体模型中处理 ${_{\Lambda\Lambda}^{~~6}}{\rm He}$（Nagara 乳胶事件）时，我们发现当 $m_H < m_{\Lambda}+m_n$（约低于 $\Lambda\Lambda$ 阈值 176 MeV）时，${_{\Lambda\Lambda}^{~~6}}{\rm He}\to H + {^4{\rm He}}$ 强相互作用寿命增加到超过 $10^{-10}$ 秒，因此这种深束缚 $H$ 与超核数据并不冲突。在 $\Lambda$ 超核 $\Delta{\cal S}=1$ 非介子弱相互作用衰变率的约束下，我们采用 EFT 方法评估了在质量范围 $2m_n \lesssim m_H < m_{\Lambda}+m_n$ 内 $H$ 的 $\Delta{\cal S}=2$ $H\to nn$ 弱衰变寿命。所得的 $H$ 寿命为 $10^5$ 秒量级，比作为暗物质候选体所需的寿命短了许多个数量级。