В венгерском институте ядерных исследований ATOMKI физики заметили нечто странное: в распадах возбуждённых атомных ядер иногда рождаются пары электронов и позитронов, которые разлетаются под необычным углом. Будто между ними прячется невидимая частица-посредник, которая на миг появляется и исчезает. Этот намёк назвали аномалией ATOMKI, а гипотетическую частицу — бозоном X(17), потому что её масса около 17 мегаэлектронвольт (примерно в 34 раза тяжелее электрона).
Чтобы проверить, может ли такая частица существовать и как она взаимодействует с электронами, авторы новой работы собрали данные из множества разных экспериментов: от сверхточных измерений магнитных свойств электрона до опытов на ускорителях, где пучки частиц бьют по мишеням. Они вывели ограничения на силу взаимодействия X(17) с электронами. Оказалось, что многие варианты — например, скалярный или псевдоскалярный (когда частица не имеет спина) — несовместимы с наблюдениями из-за сохранения чётности. Чистый аксиально-векторный вариант (спин 1, но с особым поведением при зеркальном отражении) исключён с достоверностью 98%.
Такой результат не доказывает существование X(17), но задаёт чёткие рамки для будущих поисков. Если частица есть, она должна быть векторной и взаимодействовать с электронами строго определённым образом. Теперь экспериментаторы знают, что искать, и могут настроить свои детекторы на нужный сигнал.
Масса 17 МэВ — это примерно в 34 раза больше массы электрона, но в тысячи раз меньше массы протона. Такая лёгкая частица могла бы рождаться в ядерных переходах, как в экспериментах ATOMKI.
Идея частицы-посредника с малой массой и слабой связью напоминает «тёмные фотоны» из научной фантастики — невидимые переносчики новых сил, которые могли бы объяснить тёмную материю.