Экзотический атом

Экзоти́ческий а́том — электромагнитно связанная атомоподобная квантовомеханическая система, в которой один (или несколько) из электронов заменён другой отрицательно заряженной частицей, либо роль ядра выполняет положительно заряженная частица.

Экзотические атомы являются короткоживущими вследствие как распада входящих в их состав частиц, так и их взаимодействия друг с другом.

При этом для экзотических атомов в ряде случаев удаётся зарегистрировать и изучить химические свойства.

Некоторые из описанных здесь атомов получены экспериментально и изучены их свойства, например оптические спектры излучения, некоторые только предсказаны.

• Мюоний (система из положительно заряженного мюона и электрона, μ⁺e⁻).
• Нейтроний, «атом» без электронной оболочки с незаряженным ядром. Экспериментально был получен лишь один изотоп (см. свободный нейтрон).
  • Предполагается возможность существования изотопов с массовыми числами 2, 4 и 8 (динейтрон, тетранейтрон и октанейтрон соответственно).
• Позитроний (пара электрон-позитрон, e⁺e⁻).
  • Теоретически предсказан, но ещё не получен димюоний (пара μ⁺ и μ⁻)^[1]
• Мюонные атомы
   — атомы, в которых один или несколько электронов ${\displaystyle e^{-}}$ в электронной оболочке заменены на отрицательно заряженные мюоны ${\displaystyle \mu ^{-}}$

В мюонном атоме с одним мюоном (ранее назывался мезонным атомом, что некорректно, поскольку мюоны не являются мезонами

времени жизни

возбуждённых состояний обеспечивает экспериментальную проверку положений квантовой электродинамики.

Возможен

термоядерный синтез с использованием мюонных атомов, например мюонного дейтерия, так называемый мюонный катализ

, — это одно из применений мезонных атомов.

• Адронные атомы, в которых электрон заменён на отрицательно заряженный мезон или барион
  :
  • Антипротонные атомы, в частности
    • Протоний — система из протона и антипротона p⁺p⁻.
  • пи-мезон
    π⁻), в частности
    • Пионий — система из положительного и отрицательного пи-мезонов π⁺π⁻.
  • К-мезон
    K⁻).
  • Гиперонные атомы (содержат отрицательно заряженный гиперон, например Σ⁻ или Λ⁻).

• Онии
   — связанные состояния частицы и античастицы. Электромагнитно-связанные онии являются экзотическими атомами (позитроний, протоний); однако в кварковых ониях (π⁰-мезон и др.) доминирует сильное взаимодействие, поэтому обычно они не рассматриваются как экзотические атомы.
• Экситоны — квазичастицы в твёрдом теле, аналоги атомов, состоящие из электромагнитно-связанных электрона и дырки
  .

• Бетти С. Дж. Экзотические атомы // ЭЧАЯ. — 1982. — Т. 13. — С. 164.
• Бархоп Э. Экзотические атомы // Успехи физических наук. — 1972. — Т. 106, № 3. — С. 527—548. —
  doi:10.3367/UFNr.0106.197203f.0527
  .
• Экзотические атомы  (рус.). https://teachmen.csu.ru/. Челябинский государственный университет. Дата обращения: 14 февраля 2022.

В другом языковом разделе есть более полная статья Exotic atom (англ.). Вы можете помочь проекту, расширив текущую статью с помощью перевода