关于开弦 QED 中子的稳定性与暗物质

我们研究假想的 QED 中子的稳定性，它由两枚 $d$ 夸克和一枚 $u$ 夸克组成的色单态系统通过 QED 相互作用构成。由于夸克不能被孤立，三夸克在最低能态中的内禀运动可能主要位于 1+1 维，如同 $d$-$u$-$d$ 开弦。吸引的 $d$-$u$ 和 $u$-$d$ QED 相互作用可能克服较弱的排斥 $d$-$d$ QED 相互作用而将三夸克束缚在一起。我们在一个 1+1 维的现象学三体问题中检验 QED 中子，其有效相互作用提取自 Schwinger 在 1+1 维中的精确 QED 解。该变分计算中的现象学模型给出了一个位于 44.5 MeV 的稳定 QED 中子。具有两枚 $u$ 夸克和一枚 $d$ 夸克的类似 QED 质子被发现排斥过强而不稳定，且不具有束缚态或连续态，QED 中子可经由弱相互作用衰变到其上。因此，QED 中子对弱衰变稳定，具有长寿命，并且实际上是一个 QED 暗中子。它可能在高能重离子碰撞中夸克胶子等离子体从退禁闭到禁闭的相变之后产生。由于 QED 暗中子的长寿命，QED 暗中子或暗反中子的自引力集合可能是早期宇宙演化中夸克胶子等离子体相变期间产生的原初暗物质一部分的良好候选者。