Ekzotik atom - Exotic atom

An ekzotik atom aks holda normal holat atom unda bir yoki bir nechta sub-atom zarralari bir xil zaryadli boshqa zarralar bilan almashtirilgan. Masalan, elektronlar kabi boshqa salbiy zaryadlangan zarralar bilan almashtirilishi mumkin muonlar (muonik atomlar) yoki pionlar (pionik atomlar).[1][2] Ushbu o'rnini bosuvchi zarralar odatda beqaror bo'lganligi sababli, ekzotik atomlar odatda juda qisqa umr ko'rishadi va shu paytgacha kuzatilgan ekzotik atom normal sharoitda saqlanib qolishi mumkin emas.

Muonik atomlar

A muonik atom (ilgari a deb nomlangan mu-mesic atom, endi muon bo'lmaganligi sababli noto'g'ri nom sifatida tanilgan mezonlar ),[3] elektron o'rnini muon egallaydi, u elektron singari a lepton. Beri leptonlar faqat sezgir zaif, elektromagnit va tortishish kuchi kuchlar, muonik atomlar elektromagnit o'zaro ta'sirida juda yuqori aniqlikda boshqariladi.

Muon elektronga qaraganda massivroq bo'lgani uchun Bor orbitalari oddiy atomga qaraganda muonik atomdagi yadroga yaqinroq va tufayli tuzatishlar kvant elektrodinamikasi muhimroqdir. Muonik atomlarni o'rganish energiya darajasi shu qatorda; shu bilan birga o'tish stavkalari dan hayajonlangan holatlar uchun asosiy holat shuning uchun kvant elektrodinamikasining eksperimental sinovlarini o'tkazing.

Muon-katalizli birikma muonik atomlarning texnik qo'llanilishi.

Vodorod-4.1

Asosiy maqola: Vodorod izotoplari § Vodorod-4.1

Vodorod-4.1, shuningdek "neytral muonik geliy" deb nomlanadi,[4] ga o'xshash geliy chunki u 2 ga teng protonlar va 2 neytronlar, lekin ulardan biri elektronlar muon bilan almashtiriladi. Muon orbitasi juda yaqin bo'lganligi sababli atom yadrosi uning katta massasi tufayli muon ning bir qismi sifatida qaralishi mumkin atom yadrosi. Atom yadrosi 1 muon, 2 dan iborat protonlar va 2 neytronlar, va faqat bitta elektron orbitasida, shuning uchun uni vodorodning ekzotik izotopi deb hisoblash mumkin. Muonning vazni 0,1u, shuning uchun vodorod-4,1 (4.1H). Vodorod-4.1 atomi boshqa atomlar bilan reaksiyaga kirisha oladi. U o'zini geliy atomidan ko'ra vodorod atomi kabi tutadi.[5]

Hadronik atomlar

A hadronik atom ning biri yoki bir nechtasi joylashgan atomdir orbital elektronlar manfiy zaryadlangan bilan almashtiriladi hadron.[6] Mumkin bo'lgan hadronlar tarkibiga mezonlar kiradi pion yoki kaon, hosil a pionik atom [7]yoki a kaonik atom (qarang Kaonik vodorod ) deb nomlangan mezonik atomlar; antiprotonlar, hosil berish antiprotonik atom; va
Σ−
 zarracha, hosil qiluvchi a
Σ−
 yoki sigmaonik atom.[8][9][10]

Leptonlardan farqli o'laroq, hadronlar kuchli kuch, shuning uchun hadronik atomlarning orbitallari ta'sir qiladi yadro kuchlari o'rtasida yadro va hadron. Kuchli kuch qisqa diapazonli o'zaro ta'sir bo'lganligi sababli, bu ta'sir etuvchi atomlar orbital yadroga yaqin bo'lsa, kuchga kiradigan energiya sathlari yadronni yutishi sababli kengayishi yoki yo'q bo'lib ketishi mumkin bo'lsa, eng kuchli ta'sir ko'rsatadi.[2][9] Hadronik atomlar, masalan, pionik vodorod va kaonik vodorod Shunday qilib, kuchli ta'sir o'tkazish nazariyasining eksperimental probalarini taqdim eting, kvant xromodinamikasi.[11]

Onium

Asosiy maqola: Onium

An oniy (ko'plik: onia) - bu zarrachaning va uning zarrachasining bog'langan holati. Klassik onium pozitroniy, a kabi bog'langan elektron va pozitrondan iborat metastable holati, nisbatan uzoq umr ko'rish vaqti uchlik holatida 142 ns.[12] Pozitronium 1950 yillardan boshlab kvant maydon nazariyasidagi bog'langan holatlarni tushunish uchun o'rganilgan. Yaqinda sodir bo'lgan rivojlanish relyativistik bo'lmagan kvant elektrodinamikasi (NRQED) ushbu tizimdan dalil sifatida foydalangan.

Pionium, ikki qarama-qarshi zaryadlangan bog'langan holat pionlar, ni o'rganish uchun foydalidir kuchli o'zaro ta'sir. Bu ham to'g'ri bo'lishi kerak protonium, bu proton-antiproton bilan bog'langan holat. Pionium va protoniyning bog'langan holatlarini tushunish bilan bog'liq tushunchalarni aniqlashtirish uchun muhimdir ekzotik adronlar kabi mezonik molekulalar va pentaquark davlatlar. Kaonium, qarama-qarshi zaryadlangan ikkita kaonning bog'langan holati, eksperimental tarzda hali kuzatilmagan.

Kuchli ta'sir o'tkazish nazariyasida pozitroniyning haqiqiy analoglari ekzotik atomlar emas, balki aniqdir mezonlar, kvarkonyum davlatlarkabi og'ir kvarkdan qilingan jozibasi yoki pastki kvark va uning antikvarlari. (Eng yaxshi kvarklar juda og'ir bo'lib, ular orqali parchalanadi kuchsiz kuch ular bog'langan holatlarni hosil qilishdan oldin.) Ushbu holatlarni relyativistik bo'lmagan kvant xromodinamikasi (NRQCD) va panjara QCD ning tobora muhim sinovlari kvant xromodinamikasi.

Muonium, nomiga qaramay, hisoblanadi emas muon va antimuonni o'z ichiga olgan oniy, chunki IUPAC bu nomni elektron bilan bog'langan antimuon tizimiga bergan. Biroq, oniy bo'lgan muon-antimuon bilan bog'langan holatni ishlab chiqarish nazariylashtirildi.[13]

Gipernadro atomlari

Asosiy maqola: Gipernukleus

Atomlar a atrofida aylanadigan elektronlardan iborat bo'lishi mumkin gipernukleus shu jumladan g'alati zarralar deb nomlangan giperonlar. Bunday gipernadro atomlari odatda o'zlarining yadroviy xatti-harakatlari uchun o'rganilib, mintaqaga kiradi yadro fizikasi dan ko'ra atom fizikasi.

Kvazipartikula atomlari

Yilda quyultirilgan moddalar tizimlari, xususan ba'zilarida yarim o'tkazgichlar deb nomlangan davlatlar mavjud eksitonlar elektron va anning bog'langan holatlari elektron teshik.

Ekzotik molekulalar

Ekzotik molekulada bir yoki bir nechta ekzotik atomlar mavjud.

"Ekzotik molekula", shuningdek, piramidal kabi boshqa noyob xususiyatlarga ega bo'lgan molekulani ham nazarda tutishi mumkin geksametilbenzol # Dication va a Rydberg atomlari.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ §1.8, Moddaning tarkibiy qismlari: atomlar, molekulalar, yadrolar va zarralar, Lyudvig Bergmann, Klemens Shefer va Vilgelm Rayt, Berlin: Valter de Gruyter, 1997, ISBN  3-11-013990-1.
  2. ^ a b Ekzotik atomlar Arxivlandi 2007-12-22 da Orqaga qaytish mashinasi, AccessScience, McGraw-Hill. accessdate = 2007 yil 26 sentyabr.
  3. ^ Doktor Richard Feynmanning Duglas Robb yodgorlik ma'ruzalari
  4. ^ Fleming, D. G.; Arsen, D. J.; Suxorukov, O.; Brewer, J. H .; Mielke, S. L.; Shats, G. S.; Garret, B. C .; Peterson, K. A .; Truhlar, D. G. (2011 yil 28-yanvar). "Muonik geliy va muonyumning H2 bilan reaktsiyalari uchun kinetik izotop effektlari". Ilm-fan. 331 (6016): 448–450. Bibcode:2011 yilgi ... 331..448F. doi:10.1126 / science.1199421. PMID  21273484.
  5. ^ Fleming, D. G.; Arsen, D. J.; Suxorukov, O.; Brewer, J. H .; Mielke, S. L.; Shats, G. S.; Garret, B. C .; Peterson, K. A .; Truhlar, D. G. (28 Yanvar 2011). "Muonik geliy va muonyumning H2 bilan reaktsiyasiga kinetik izotop ta'siri". Ilm-fan. 331 (6016): 448–450. doi:10.1126 / science.1199421. PMID  21273484.
  6. ^ p. 3, Hadronik atom nazariyasi asoslari, A. Deloff, River Edge, Nyu-Jersi: World Scientific, 2003 yil. ISBN  981-238-371-9.
  7. ^ Xori, M .; Agay-Xozani, X.; Söter, A .; Dax, A .; Barna, D. (6 may 2020). "Pionik geliy atomlarining lazer spektroskopiyasi". Tabiat. 581 (7806): 37–41. doi:10.1038 / s41586-020-2240-x.
  8. ^ p. 8, §16.4, §16.5, Deloff.
  9. ^ a b Ekzotik atomning g'alati dunyosi, Rojer Barret, Dafne Jekson va Xabatva Mvin, Yangi olim, 1990 yil 4 avgust. Kirish sanasi = 2007 yil 26 sentyabr.
  10. ^ p. 180, Kvant mexanikasi, B. K. Agarval va Xari Prakash, Nyu-Dehli: Prentice-Hall of India Private Ltd., 1997 yil. ISBN  81-203-1007-1.
  11. ^ Ekzotik atomlar asosiy savollarga yorug'lik beradi, CERN Courier, 2006 yil 1-noyabr. Kirish sanasi = 2007 yil 26 sentyabr.
  12. ^ Adkins, G. S .; Fell, R. N .; Sapirshteyn, J. (29 may 2000). "Buyurtma a2 Ortopozitroniumning parchalanish tezligiga tuzatishlar ". Jismoniy tekshiruv xatlari. 84 (22): 5086–5089. arXiv:hep-ph / 0003028. Bibcode:2000PhRvL..84.5086A. doi:10.1103 / PhysRevLett.84.5086. PMID  10990873.
  13. ^ Nazariyotchilar haqiqiy muoniumga yo'l ochib berishdi - Hech qachon ko'rilmagan atom, DOE / SLAC Milliy akselerator laboratoriyasi, ScienceDaily, 4-iyun, 2009-yil, 7-iyun, olingan.