Войти
экзотический атом в остальном нормальный атом, в котором одна или несколько субатомных частиц заменены другими частицами с таким же зарядом. Например, электроны могут быть заменены другими отрицательно заряженными частицами, такими как мюоны (мюонные атомы) или пионы (пионные атомы). Поскольку эти замещающие частицы обычно нестабильны, экзотические атомы обычно имеют очень короткое время жизни, и ни один экзотический атом, наблюдаемый до сих пор, не может существовать в нормальных условиях.
В мюонном атоме (ранее называвшемся мю-мезонным атомом, теперь известно, что это неправильное название, поскольку мюоны не мезоны ), электрон заменяется мюоном, который, как и электрон, является лептоном. Поскольку лептоны чувствительны только к слабым, электромагнитным и гравитационным силам, мюонные атомы с очень высокой точностью регулируются электромагнитным взаимодействием.
Так как мюон массивнее электрона, орбиты Бора ближе к ядру в мюонном атоме, чем в обычном атоме, и поправки, обусловленные квантовой электродинамикой важнее. Изучение уровней энергии мюонных атомов, а также от возбужденных состояний до основного состояния, таким образом, обеспечивает экспериментальную проверку квантовой электродинамики.
Синтез, катализируемый мюонами, - это техническое применение мюонных атомов.
Водород-4.1, также известный как «нейтральный мюонный гелий», похож на гелий, потому что он имеет 2 протона и 2 нейтронов, но один из его электронов заменен мюоном. Поскольку орбиталь мюона очень близка к ядру атома из-за его большей массы, этот мюон можно рассматривать как часть атомного ядра. Ядро атома состоит из 1 мюона, 2 протонов и 2 нейтронов и только одного электрона, вращающегося по орбите, поэтому его можно рассматривать как экзотический изотоп водорода. Вес мюона 0,1U, отсюда и название Водород-4,1 (H). Атом водорода-4.1 может реагировать с другими атомами. Он ведет себя как атом водорода, а не как атом гелия.
Адронный атом - это атом, в котором один или несколько орбитальных электронов заменены на отрицательно заряженный адрон. Возможные адроны включают мезоны, такие как пион или каон, дающие пионный атом или каонный атом (см. каонный водород ), которые вместе называются мезонными атомами; антипротоны, образуя антипротонный атом; и . Σ. частица, дающая. Σ. или сигмаонный атом.
В отличие от лептонов, адроны могут взаимодействовать посредством сильной силы, поэтому на орбитали адронных атомов влияет ядерные силы между ядром и адроном. Поскольку сильное взаимодействие представляет собой короткодействующее взаимодействие, эти эффекты наиболее сильны, если задействованная атомная орбиталь находится близко к ядру, когда задействованные уровни энергии могут расширяться или исчезать из-за поглощения адрона ядром. Адронные атомы, такие как пионный водород и каоновый водород, таким образом, обеспечивают экспериментальные исследования теории сильных взаимодействий, квантовой хромодинамики.
Onium (множественное число: onia) - связанное состояние частицы и ее античастицы. Классический оний - это позитроний, который состоит из электрона и позитрона, связанных вместе в виде метастабильного состояния, с относительно большим временем жизни 142 нс в триплетном состоянии. Позитроний изучается с 1950-х годов для понимания связанных состояний в квантовой теории поля. Недавняя разработка под названием нерелятивистская квантовая электродинамика (NRQED) использовала эту систему в качестве испытательного полигона.
Пионий, связанное состояние двух противоположно заряженных пионов, полезно для исследования сильного взаимодействия. Это также должно относиться к протонию, который является связанным состоянием протон-антипротон. Понимание связанных состояний пиона и протония важно для прояснения понятий, связанных с экзотическими адронами, такими как мезонные молекулы и пентакварковые состояния. Каоний, представляющий собой связанное состояние двух противоположно заряженных каонов, экспериментально еще не наблюдался.
Настоящими аналогами позитрония в теории сильных взаимодействий, однако, являются не экзотические атомы, а определенные мезоны, состояния кваркония, которые состоят из тяжелых кварк, такой как очарование или нижний кварк и его антикварк. (Топ-кварки настолько тяжелы, что распадаются под действием слабого взаимодействия, прежде чем они смогут сформировать связанные состояния.) Исследование этих состояний с помощью нерелятивистской квантовой хромодинамики (NRQCD) и КХД на решетке становятся все более важными тестами квантовой хромодинамики.
Мюоний, несмотря на свое название, не является онием, содержащим мюон и антимюон, потому что ИЮПАК присвоил это название системе связанного антимюона с электроном. Однако возникновение связанного состояния мюон-антимюон, которым является оний, было теоретически.
Атомы могут состоять из электронов, вращающихся вокруг гиперядра это включает странные частицы, называемые гиперонами. Такие сверхъядерные атомы обычно исследуются на предмет их ядерного поведения, попадая в сферу ядерной физики, а не атомной физики.
In системы конденсированного состояния, в частности, в некоторых полупроводниках, существуют состояния, называемые экситонами, которые являются связанными состояниями электрона и электронной дырки.
Экзотическая молекула содержит один или несколько экзотических атомов.
«Экзотическая молекула» может также относиться к молекуле, имеющей некоторые другие необычные свойства, такие как пирамидальный гексаметилбензол # Дикатион и атом Ридберга.
