17 MeV Atomki anomaly from short-distance structure of spacetime
最近，原子科学合作组在$^8$ Be核跃迁中观察到的一个异常现象暗示了一种弱耦合的、轻的新规范玻色子，其质量约为$17$ MeV。在本文中，我们提出这种新的规范玻色子来自于时空的短距离结构，而不是通过增加额外的$\mathrm{U}(1)$规范对称性而扩展的标准模型。轴向耦合对$^8$ Be核跃迁相关矩阵元的贡献占主导地位。为了解释$^8$ Be反常并满足当前的实验约束，新规范玻色子的耦合常数应约为$\mathcal{O}(10^{-4}-10^{-5})$。我们的理论模型允许理解小的耦合常数，这仍然是失踪或不完全理解的模型中，新的规范玻色子的轴向耦合的起源。
2020-03-02 hep-ph
Flavor specific chiral $U(1)_X$ framework for explaining the ATOMKI anomaly
Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa（里斯本大学高等技术学院）；Indian Institute of Science Education and Research - Bhopal（印度科学教育研究院博帕尔分校）
本文提出一种基于Chiral U(1)_X扩展的标准模型，通过双Higgs双态框架生成非零轴向耦合，解释ATOMKI异常并满足实验约束。
2026-07-29 hep-ph
On the Atomki nuclear anomaly after the MEG-II result
鉴于MEG-II实验未发现铍跃迁异常信号，本文重新审视了用约17 MeV新玻色子解释Atomki核异常的理论，发现自旋2态被SINDRUM约束强烈排除，而纯CP偶标量能解释氦和碳异常且符合其他约束。
2025-04-04 hep-ph
Novel approach to investigate ATOMKI anomaly using Coherent CAPTAIN-Mills detectors
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
利用相干CAPTAIN-Mills探测器研究ATOMKI异常，提出新玻色子的产生与探测方法，并预测不同规模探测器的实验结果。
2025-06-07 hep-ph nucl-th
A Standard Model Explanation for the "ATOMKI Anomaly"
Krasznahorkay等人在匈牙利科学院核研究所（ATOMKI）的5 MV Van de Graaff加速器上使用$e^+e^-$对谱仪，声称在高$e^+e^-$开度角下，内部对产生等辉跃迁$^8\mathrm{Be}(18.15)\to\,^8\mathrm{Be}\,e^+e^-$中有6.8个$σ$过量。一个假设的规范玻色子的质量约为$17$ MeV，“X 17”，已被提出作为解释过剩。我们发现，所观察到的实验结构可以复制内的标准模型通过添加全套的二阶校正和干扰项的Born级衰减振幅考虑Krasznahorkay等人。我们实现了一个详细的模型的ATOMKI检测器，也表明如何实验选择和验收偏差加剧了实验数据和Born级预测之间的明显差异。
2021-04-07 hep-ph nucl-ex nucl-th
Atomki anomaly and dark matter in a radiative seesaw model with gauged $B-L$ symmetry
最近报道的异常铍的激发态的衰变的Atomki合作的动机，我们研究了辐射跷跷板模型与规范$B-L$对称性和$Z_2$宇称。假设这些异常起源于$B-L$规范玻色子的衰变，然后是核衰变，那么最轻的右手中微子或暗物质候选者的质量可以确定为低于$10$ GeV。我们表明，在这个质量范围内，该模型可以解释铍衰变和遗迹暗物质丰度与中微子质量一致的异常。我们还预测了它的自旋无关的截面在直接检测实验中的质量范围。
2017-06-07 hep-ex hep-ph nucl-ex
Tests of the Atomki anomaly in lepton pair decays of heavy mesons
最近报道的$^8$、Be、$^*$和$^4$、He核的轻子对跃迁的反常现象可能归因于弱相互作用光矢量玻色子$X17$的存在。我们在HQET+VMD模型框架下研究了这种假想粒子在半轻子$H^* \to H e^+e^-$衰变（$H$是一种$Q\bar{q}$介子）中的作用.利用当前的界限和普适性假设的$X17$玻色子夸克，我们发现，$D^{*+}$和$D_s^{*+}$介子的衰变可以显着增强相对于占主导地位的光子介导的贡献。在目前的重介子工厂进行专门的实验研究可能会证实这种轻玻色子的存在，或者为它们与普通物质的耦合设定更强的界限。
2021-05-04 hep-ex hep-ph
Radiative and Dalitz decays of $Υ(1S)$ in the light of the ATOMKI X17 anomaly
HCMC University of Technology and Engineering（胡志明市技术工程大学）；Joint Institute for Nuclear Research（苏联联合核研究所）
该研究在协变禁闭夸克模型框架下，计算了Υ(1S)的辐射衰变与达利兹衰变的标准模型预言，并探究了假想的ATOMKI X17矢量玻色子对达利兹衰变道的贡献。
2026-09-03 hep-ex hep-ph nucl-ex
Can a protophobic vector boson explain the ATOMKI anomaly?
2016年，ATOMKI合作宣布[PRL { \bf 116}，042501（2016）]观察到$^7$ Li靶上的入射质子束诱导的其中一个$^8$ Be核跃迁中的$e^+-e^-$对产生信号的意外增强。许多超越标准模型的物理解释随后被提出。一种流行的理论是，异常是由质量约为17 MeV的疏质子矢量玻色子（$X$）的产生引起的[例如，PRL\ { \bf 117}，071803（2016）]中的核转变。我们通过推导光子和$X$与核子耦合之间的同位旋关系来研究这一假说。这使我们能够找到疏质子$X$ -生产截面和测量的光子生产之间的简单关系。最终结果是，$X$的产生由$E1^X$和$L1^X$（横向和纵向电偶极子）以及$C1^X$（电荷偶极子）诱导的直接跃迁主导，而不经过任何核共振（即韧致辐射），具有对于所有高于阈值的质子束能量发生的平滑能量依赖性。这与实验观察相矛盾，并使疏质子矢量玻色子解释无效。
2021-01-26 hep-ex hep-ph nucl-ex
${}^8$Be Decay Anomaly and Light $Z'$
在这篇论文中，我们讨论了一个轻（17兆电子伏）$Z'$解决方案，观察到的异常衰变的Berklion-8的Atomki合作。我们详细介绍了一个具有最小粒子含量的无异常模型，它可以满足所有其他规范耦合$\mathcal{O}(10^{-4})$的实验约束。
2019-05-13 hep-ph
Accommodating three low-scale anomalies (g-2, Lamb shift, and Atomki) in the framed standard model
框架标准模型（FSM）预测了在“隐藏扇区”中质量约为20 MeV的$0^+$玻色子，它与标准Higgs $h_W$在树水平上混合，因此获得了与夸克和轻子的小耦合，除了混合参数$ρ_{Uh}$外，这些耦合可以在FSM中计算。这种混合态$U$的交换将有助于$g - 2$和兰姆位移。通过单独调整$ρ_{Uh}$，发现FSM能满足所有现有的实验上的$g - 2$和兰姆位移异常的$μ$和$e$，以及后者对氢和氘. FSM还预测在“隐藏扇区”中有一个质量为17 MeV的$1^-$玻色子，也就是说，就在原子核异常$X$的顶部。这与光子在单圈水平上混合，从而像暗光子一样耦合到夸克和轻子。然而，它是一种复合态，并且被认为可能具有与强子的额外复合耦合。通过调节混合参数和$X$与核子的复合耦合，有限状态机可以再现铍衰变中$X$的产生率，并且满足文献中所列出的所有关于$X$的边界。上述两个结果是一致的，因为$U$是$0^+$，如果宇称和角动量守恒，它对Atomki反常没有贡献，而$X$虽然对$g - 2$和兰姆位移有贡献，但它的耦合比$U$小，在第一种情况下可以忽略。尽管实验中的3个反常和作为理论的有限状态机都是暂时性的，但前者在后者中的适应性加强了两者的可信度。如果这种有限状态机的解释是正确的，它将把异常现象的整个方面从好奇心变成一扇窗户，进入一个迄今为止隐藏的巨大扇区，其中至少部分包括构成我们宇宙大部…
2019-06-21 hep-ph
Model Characterization and Dark Matter in the Secluded $U(1)^\prime$ Model
考虑一类$U(1)^\prime$ -扩展MSSM，其中$U(1)^{\prime}$对称性被四个MSSM单态场的真空期望值破缺.当一个MSSM单重场与MSSM希格斯场相互作用时，其中三个只在形成一个隐蔽的扇区时相互作用。尽管三族的通用$U(1)^{\prime}$费用，异常取消条件需要奇异场，假设是重的和解耦的。我们讨论了各种$U(1)^{\prime}$电荷分配和异常取消，$Z^{\prime}/Z$层次，中性伴子，charginos和希格斯部门。我们发现典型的谱包含两个CP奇希格斯玻色子玻色子，它们分别轻于200 GeV和600 GeV，主要由MSSM单态场形成.如果暗物质的残余密度仅由中性伴子饱和，则相容解预测在低于约600 GeV的质量尺度下由MSSM单重态场形成LSP中性伴子，而在这些质量尺度以上实现MSSM中性伴子LSP是可能的。人们可以将其影响分为三种情况。场景I涉及NLSP charginos，而场景II涉及charginos不参与与LSP中性伴子的共湮灭过程。这两种情况预测MSSM单重LSP中性伴子，而情况I导致更大的散射截面的暗物质。情景III的解决方案，其中MSSM中性伴子相当大地参与LSP分解，产生非常大的散射截面排除的直接检测实验。
2022-04-07 hep-ph
Secluded Dark Sector and Muon $(g-2)$ in the Light of Fast Expanding Universe
大爆炸核合成（BBN）之前的信息的缺乏使我们能够假设存在一个新的物种$ϕ$，其能量密度红移为$a^{-(4+n)}$，其中$n>0$和$a$是比例因子。这种非标准的宇宙学设置促进了一个更大的门户耦合$(ε)$之间的黑暗和可见部门，即使这两个部门是不是在热平衡。在这里，我们考虑了标准模型（SM）的$U(1)_{L_μ-L_τ}\otimes U(1)_X$规范扩展，并研究了热解耦暗扇区的宇宙学演化的不同阶段，如泄漏，冻结，再湮灭，以及在快速膨胀的存在下的晚期湮灭。由于$U(1)_X$和$U(1)_{L_μ-L_τ}$规范玻色子之间的树级动力学混合，暗扇区与SM的$μ$和$τ$味轻子耦合。我们表明，在我们的情况下，它是有可能调和暗物质遗迹密度和μ子$(g-2)$异常。特别地，我们证明了对于$2\times 10^{-4} \lesssim ε\lesssim 10^{-3}$，$5.5{\rm MeV} \lesssim m_{Z^\prime} \lesssim 200{\rm MeV}$，$n=4$和$1{\rm TeV} \lesssim m_χ\lesssim 10{\rm TeV}$，暗物质的残余密度约束，μ子$(g-2)$异常的约束以及其他宇宙学和天体物理学的约束都是满足的.
2023-02-24 hep-ph
Quantum Chromodynamics Resolution of the ATOMKI Anomaly in ${\rm {^4He}}$ Nuclear Transitions
本文提出用 $^{4}$He 核波函数中的 12 夸克隐色 Fock 态（六双夸克）解释 ATOMKI 异常，通过计算电磁跃迁的 $e^+e^-$ 质量谱拟合信号，并强调独立实验验证的必要性。
2025-03-01 hep-ph nucl-ex nucl-th
An anomaly-free baryonic completion of the Standard Model
Sorbonne Université, CNRS, Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Energies (LPTHE)（索邦大学，法国国家科学研究中心，理论与高能物理实验室）
研究构建标准模型的无反常重子完备化，通过新规范因子\(U(1)_{\tilde B}\)实现，添加条件约束模型结构，扩大隐蔽费米子扇区产生轻赝标量，经多种工具分析确定可行参数空间区域及遗迹丰度决定方式。
2026-07-15 hep-ph hep-th
Explaining ATOMKI, $(g-2)_μ$, and MiniBooNE anomalies with light mediators in $U(1)_H$ extended model
本文提出Type-I 2HDM的$U(1)_H$扩展模型，通过引入质量约17 MeV的轻矢量玻色子和10-100 MeV的轻标量粒子，同时解释了ATOMKI铍异常、带电轻子反常磁矩和MiniBooNE事件过量。
2023-11-23 hep-ph
Possible Explanation of the Electron Positron Anomaly at 17 MeV in $^8Be$ Transitions Through a Light Pseudoscalar
我们估计的Yukawa耦合的质量约为17 MeV的轻赝标量A的值，这将解释的$^8Be$异常Atomki对光谱仪实验中观察到的。由此产生的A与上、下型夸克的耦合大约是标准希格斯玻色子耦合的0.3倍。然后，K和B衰减的约束要求循环对风味变化顶点的贡献至少在10%的水平上取消。来自束流收集器实验的约束要求A与电子的耦合大于标准希格斯玻色子的耦合的约4倍，导致足够短的A寿命与异常的解释一致。
2016-10-28 hep-ph
Dynamical Evidence For a Fifth Force Explanation of the ATOMKI Nuclear Anomalies
最近在$^8$ Be和$^4$ He核衰变中出现的异常现象，可以通过假定由一种新玻色子$X$介导的第五种力来解释。这两个过渡的分布是一致的相同的$X$质量，17兆电子伏，提供一个单一的新粒子的解释运动学证据。在这项工作中，我们研究新的结果是否也提供了一个新的粒子解释的动力学证据，也就是说，是否观察到的衰变率的两个异常可以描述由一个单一的假设为$X$玻色子的相互作用。我们考虑所观察到的$^8$ Be和$^4$ He激发核，以及$^{12}$ C激发核;这些一起跨越可能的$J^P$量子数自旋1。对于每一个过渡，我们确定是否标量，赝标量，矢量，或轴向矢量$X$粒子可以介导的衰变，我们构建了一个核物理有效场论，描述他们的领先运营商。假设宇称守恒，标量的情况被排除在外，赝标量的情况是非常不利的。然而，值得注意的是，第一次提出来只解释$^8$ Be异常的疏质子矢量规范玻色子，也在实验不确定性范围内解释了$^4$ He异常。我们预测了其他密切相关的核测量的信号率，如果得到证实，将提供压倒性的证据表明已经发现了第五种力。
2020-08-18 hep-ex hep-ph nucl-ex
Electroweak Baryogenesis, CDM and Anomaly-free Supersymmetric U(1)-prime Models
我们构造了两个无异常的超对称$U(1)'$模型，模型中包含一个隐蔽的$U(1)'$ -破缺扇区.对于含$E_6$嵌入的体系，由于Higgs势中存在大的软三线性项，我们证明了存在一个足够强的一级电弱相变以实现电弱重子生成（EWBG）.与最小超对称标准模型（MSSM）不同，停止质量可以非常重。然后，我们讨论了可能的CP破坏在希格斯部门，这可以是自发的和明确的，即使在树的水平。自发违反提供了一个直接的来源重子生成，而其规模是介导的一个明确的阶段，从隐蔽的部门。这些新的CP源并没有对电偶极矩产生显著的新贡献。系统地讨论了薄壁区（$τ$轻子）和厚壁区（顶方子、查金诺斯和顶夸克）的EWBG。我们发现，CP违反停止和chargino电流是非常不同的MSSM中获得的。由于相关CP相位的空间依赖性，它们不需要气泡壁中的$\tan β$的变化来在希格斯插入的最低阶处具有非平凡结构。除了$τ$轻子、顶夸克和电荷子外，我们发现顶夸克也可以起重要作用。数值结果表明，重子不对称性足够大，可以解释今天的宇宙学观测。我们说明EWBG和中性伴子冷暗物质可以容纳在同一个框架中，即，存在一个参数空间，在这个空间中，可以同时获得足够强的一阶EWPT、穿过气泡壁的大CP相位变化、合理的重子不对称性以及可接受的中性伴子暗物质残余密度。
2009-11-16 hep-ph
Implication of the hidden sub-GeV bosons for the $(g-2)_μ$, $^8$Be-$^4$He anomaly, proton charge radius, EDM of fermions and dark axion portal
讨论了与核子和轻子耦合的隐标量粒子（$S$）、赝标量粒子（$P$）、矢量粒子（$V$）和轴矢量粒子（$A$）的新物理现象，它们对质子电荷半径、$(g-2)_μ$、$^8$ Be- $^4$ He反常和标准模型粒子电偶极矩（EDM）的贡献.特别是，我们估计的灵敏度NA 64 PDMATHAMT实验观察μ子丢失的能量事件涉及隐藏的标量和矢量粒子。该分析是基于{ \tt GEANT 4}蒙特卡罗模拟的信号过程的μ子散射的目标核$μN \to μN S(V)$，随后是不可见的玻色子衰变到暗物质（DM）粒子，$S(V)\to χχ$。轻亚GeV玻色子的存在可能解释观测到的μ子$(g-2)$异常。总结了原子$X17(J^P=0^-, 1^\pm)$玻色子与中子、质子和电子耦合的现有约束条件，并利用这些约束条件，通过Sachs形状因子的直接单圈计算，估算了$P$、$V$和$A$粒子对质子电荷半径的贡献.分析表明，相应的贡献可以忽略不计。我们还计算了五维算子的暗轴子门耦合的边界，这有助于轻子和中子的EDM。
2020-11-23 hep-ph
Electroweak Baryogenesis in a Supersymmetric U(1)' Model
我们构造了一个无反常的超对称U（1）'模型，该模型具有一个隐蔽的U（1）'-破缺扇区.研究了有限温度下的单圈有效势，证明了由于树能级Higgs势中存在大的三线性项$A_h h S H_d H_u$，存在一个足够强的电弱重子生成（EWBG）的一级电弱相变.与MSSM不同，最轻的停止可能非常重。我们考虑了薄壁区的非定域EWBG机制，发现在不确定度范围内，观测到的重子数可以由$τ$轻子贡献产生，其中隐蔽扇区起着至关重要的作用.电荷伴子和中性伴子的贡献和Z'质量和电偶极矩的影响进行了简要的讨论。
2005-01-20 astro-ph hep-ph
Targeted Exploration of Dark Photon Parameter Space at Mu3e
2016年，Atomki合作发现了铍激发态衰变中的异常现象，与理论预测的未知载力玻色子相匹配。我们建议在Mu3e探测器上进行相同参数空间的搜索。我们讨论的机制，可以观察到的暗光子，并概述了这个探测器实验的细节。我们在此基础上进行推断，以分析实验灵敏度的预测。此外，我们还量化了测量的预期精度，以及由此产生的数据如何表明暗光子的存在。最后，我们讨论了在Mu3e提出的搜索的潜在挑战。
2020-09-09 hep-ex hep-ph
Updated E141 constraints on a long-lived $X_{17}$ vector boson
Università degli Studi di Genova（热那亚大学）；INFN, Sezione di Genova（意大利国家核物理研究所热那亚分部）
研究\(X_{17}\)矢量玻色子相关的E141约束，通过重新分析并更精确处理实验设置和信号预测来更新约束，量化其对排除参数空间的影响，探讨与ATOMKI异常矢量玻色子解释的兼容性。
2026-10-28 hep-ex hep-ph
Status of the singlino-dominated dark matter in general Next-to-Minimal Supersymmetric Standard Model
本文研究一般NMSSM中单线态微子主导暗物质情景，展示其如何同时解释LHC超对称搜寻、LZ暗物质探测和缪子g-2测量等实验结果。
2023-01-16 hep-ph
Testing Thermal-Relic Dark Matter with a Dark Photon Mediator
本文基于 DAMIC-M 等直接探测结果，系统检验了与暗光子耦合的热遗迹暗物质，发现复标量暗物质的直接湮灭区域几乎被完全排除，而 Majorana 和 Pseudo-Dirac 等模型仍可行，隔离湮灭区域对轻于 30 GeV 的暗物质被宇宙微波背景测量排除。
2025-05-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Minimal dark $SU(2)$ origin of a massless Dirac neutrino
Washington University（华盛顿大学）；Johannes Gutenberg-Universität Mainz（美因茨约翰内斯·古腾堡大学）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）；The State University of New York, Buffalo（纽约州立大学布法罗分校）；KEK（高能加速器研究机构）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）
提出一个规范对称性起源，通过最小暗$SU(2)_D$规范对称性实现秩二狄拉克中微子质量矩阵，强制一个中微子严格无质量，同时符合振荡数据和宇宙学约束。
2026-08-18 astro-ph.CO hep-ph
Unlocking the Inelastic Dark Matter Window with Vector Mediators
本文研究一般矢量媒介子下的非弹性暗物质，分析其遗迹密度及宇宙学、实验限制，发现与重子数、轻子数耦合的新可行参数窗口，并提供可自定义规范电荷的 Python 遗迹密度计算库。
2025-05-13 hep-ph
FLArE up dark sectors with EM form factors at the LHC Forward Physics Facility
本文研究在FPF的FLArE探测器中通过电子散射搜寻具有微电荷、偶极矩、无偶极矩或电荷半径的前向暗扇区粒子，表明其可覆盖亚GeV至百GeV质量范围并互补现有探测。
2022-05-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Hidden Higgs Portal Vector Dark Matter for the Galactic Center Gamma-Ray Excess from the Two-Step Cascade Annihilation, and Muon g-2
我们已经建立了一个轻子特有的次小双希格斯门矢量暗物质模型。隐藏扇区中的矢量暗物质并不直接耦合到可见扇区，而是湮灭成隐藏的希格斯玻色子玻色子，后者通过一个小的耦合衰变成CP奇希格斯玻色子玻色子。在这个模型中，银河系中心的γ射线过剩主要是由于在末态中$τ$的两步级联湮灭。在不违反轻子普适性和$τ$衰变严格约束的情况下，用银河系中心过剩拟合得到的CP奇希格斯粒子$A$的质量可以在2 $σ$水平上解释μ子$g-2$异常.我们展示了三种不同的冻结出类型的暗物质遗迹，被称为（i）传统的WIMP暗物质，（ii）非传统的WIMP暗物质和（iii）吃共衰变的暗物质，这取决于隐藏的希格斯粒子和可见的两个希格斯粒子之间的混合角的大小。隐藏扇区中的暗物质在直接搜索或对撞机中被隔离而不被检测到，而暗物质湮灭信号在一般的隐藏扇区暗物质模型中不被抑制。我们讨论了矮球状星系观测的约束条件和Fermi-LAT投影灵敏度。
2018-08-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
New benchmarks for direct detection of freeze-in dark matter in vector portal models
Instituto de Física Teórica IFT-UAM/CSIC（理论物理研究所）；Departamento de Física Teórica, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学理论物理系）；Instituto de Física, Universidad de Antioquia（安蒂奥基亚大学物理研究所）
研究MeV级费米子暗物质通过新向量介质与标准模型耦合，评估未来直接探测实验发现新物理的可能性，探讨低温重加热对暗物质产生率的影响。
2026-09-25 astro-ph.CO hep-ph
