X17 粒子与暗物质的开弦 QED 介子描述

由于夸克与反夸克无法被孤立，复合 $q \bar q$ 系统在其最低能态下的内禀运动主要位于 1+1 维中，如同开弦一般，夸克与反夸克位于其两端。据此，我们研究了 1+1 维 QCD 与 QED 中开弦 $q\bar q$ 系统的最低能态。我们表明 $\pi^0, \eta$ 和 $\eta'$ 可充分描述为开弦 $q\bar q$ QCD 介子。通过外推至 $q\bar q$ QED sector（其中夸克与反夸克通过 QED 相互作用），我们发现一个开弦同位标量 $I(J^\pi)$=$0(0^-)$ QED 介子态位于 17.9$\pm$1.5 MeV，以及一个同位矢量 $(I(J^\pi)$=$1(0^-), I_3$=0) QED 介子态位于 36.4$\pm$3.8 MeV。所预言的同位标量与同位矢量 QED 介子质量接近于最近观测到的假想 X17 与 E38 粒子的质量，使它们成为这些粒子的良好候选者。QED 介子的衰变产物可能表现为高能强子-质子碰撞与 $e^+$-$e^-$ 湮灭中强子产生伴随的反常软光子现象中的多余 $e^+e^-$ 与 $\gamma \gamma$ 对。对多余 $e^+e^-$ 与 $\gamma \gamma$ 对不变质量的测量将为开弦 $q\bar q$ QED 介子的存在提供检验。一组引力束缚的 QED 介子预期会发射电子-正电子对和/或伽马射线，其衰变能量与寿命将被其引力束缚能所修正。因此，质量 $M$ 与半径 $R$ 满足 $(M/M_\odot)/(R/R_\odot) \gtrsim 4.71 \times 10^5$ 的自引力同位标量 QED 介子集合将不产生电子-正电子对也不产生伽马射线，并可能是原初暗物质的良好候选者。