通过带中子标记的反应 $\gamma D \to e^+ e^- p n$ 探测X17的发现潜力

我们提出一种利用反应 $\gamma D \to e^+ e^- pn$ 搜寻X17的新型直接实验。X17是ATOMKI合作组为解释 ${}^8$Be、${}^4$He 与 ${}^{12}$C 核衰变中经内部电子对产生 around 17 MeV的异常信号而假想的粒子。它已成为一项全球实验与理论研究计划的对象。所提出的 $\gamma D \to e^+ e^- pn$ 直接搜寻可通过在准自由中子上的产生来验证X17的存在，并独立于正在进行和计划中的核衰变实验确定其量子数。鉴于 ${}^{12}$C 与 ${}^8$Be 测量结果之间的理论张力，此举尤为及时。利用平面波冲量近似，我们量化了赝标量、矢量与轴矢量X17情形下的预期信号与背景。我们针对准自由中子区域优化了运动学，并考虑到即将在MESA上的MAGIX实验，表明在所有三种情形下X17信号均清晰可见，高于QED背景。