通过 $\pi$ 介子俘获与简单核反应探索新物理

质量在 1-100 MeV 范围内的轻质超出标准模型粒子 $X$ 可以在核反应与强子反应中产生，但必须通过电磁衰变。我们表明，简单且充分理解的低能强子过程可以作为研究 $X$ 粒子产生与衰变的工具。特别地，$\pi$ 介子俘获过程 $\pi^- p \to X n \to e^+ e^- n$ 可用于一种新的实验设置中，以搜寻正负电子对角分布的异常，这可能标志着暗光子、类轴子粒子及其他奇异态的出现。该过程可用于决定性地检验在 $^7{\rm Li}+p$ 反应中产生新粒子的假说。我们还讨论了多种其他理论上干净的强子过程，如 $p+{\rm D(T)}$ 聚变，作为产生 $X$ 粒子的有前景的来源。