利用Dalitz衰变 $V\to Pe^+e^-$ 探测ATOMKI X17向量玻色子

ATOMKI合作组最近在 $^8 \textrm{Be}$、$^4 \textrm{He}$ 和 $^{12} \textrm{C}$ 的 $e^+e^-$ 核跃迁中观察到的异常现象可能暗示一种质量约为17 MeV的向量玻色子的存在，称为X17。如果它存在，该玻色子也会影响粒子物理中类似过程，包括向量介子的Dalitz衰变。最近，BESIII合作组首次测量了Dalitz衰变 $D^{*0}\to D^0e^+e^-$，并报告其与基于向量介子主导（VMD）模型的理论预测之间存在3.5$\sigma$的偏离。这种偏离可能是X17的另一个信号。在本研究中，我们调查了X17对Dalitz衰变 $D^*_{(s)}\to D_{(s)}e^+e^-$、$B^*_{(s)}\to B_{(s)}e^+e^-$ 和 $J/\psi\to \eta_ce^+e^-$ 的可能影响。我们在协方变束缚quark模型框架下计算所需的hadronic form factors，无需依赖重量quark有效理论或VMD模型。我们在标准模型以及若干涉及X17修改的新物理情景中，预测Dalitz衰变宽度及比值 $R_{ee}(V)\equiv\Gamma(V\to Pe^+e^-)/\Gamma(V\to P\gamma)$。我们的结果与其他理论计算进行了比较。