Atom exotic

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

In fizica atomica , un atom exotic este un alt mod normal de atom , în care una sau mai multe particule subatomice au fost înlocuite cu alte particule de aceeași sarcină. Deoarece aceste particule substituite sunt de obicei instabile, atomii exotici sunt de obicei de scurtă durată.

Atomi mesici

Într-un atom mesic, electronii sunt înlocuiți cu alte particule încărcate negativ, cum ar fi muoni (atomi de muoni ) sau pioni (atomi de pioni ). [1] [2]

Acești atomi sunt instabili, deoarece particulele care îl compun sunt instabile. De exemplu, timpul caracteristic de descompunere al muonului este de aprox 2,19 μs și toate celelalte particule capabile să formeze atomi mesici au o durată de viață extrem de mică. Prin urmare, atomii mesici sunt rezultatul unui proces de captare a particulelor instabile de potențialul electromagnetic al nucleului.

Atomi Muon

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: atomul Muon .

Într-un atom de muoni, un electron este înlocuit cu un muon , care, la fel ca electronul, este un lepton . Deoarece leptonii sunt sensibili doar la forțe electromagnetice și gravitaționale slabe , atomii de muoni sunt guvernați cu o precizie foarte mare de interacțiunea electromagnetică. Nu există complicații care decurg din forțe puternice între lepton și nucleu .

Deoarece muonul este mai masiv decât electronul, orbitele Bohr ale unui atom de muon sunt mai aproape de nucleu decât cele ale unui atom obișnuit și corecțiile datorate electrodinamicii cuantice sunt mai relevante. Studiul nivelurilor de energie ale atomilor de muoni, precum și ratele de tranziție de la stările excitate la starea fundamentală permit, prin urmare, teste experimentale ale electrodinamicii cuantice.

Fuziunea catalizată de muoni este o aplicație tehnică a atomilor de muoni.

Atomi hadronici

Un atom hadronic este un atom în care unul sau mai mulți electroni orbitali au fost înlocuiți cu hadroni . [3] Posibili hadroni includ: mezonii cum ar fi pioni sau kaoni ( atom de meson ), antiprotoni ( atom de antiprotoni ) și Σ - barioni ( sigma sau Σ - atom ). [4] [5]

Spre deosebire de leptoni , hadronii pot interacționa prin intermediul unei interacțiuni puternice , în acest fel nivelurile de energie ale atomilor de hadron sunt afectate de forțele nucleare dintre nucleu și hadron. Deoarece forța puternică este o interacțiune pe termen scurt, aceste efecte sunt mai puternice dacă orbitalul atomic implicat este aproape de nucleu, când nivelurile de energie implicate se pot extinde sau dispărea datorită absorbției de hadroni din nucleu. Atomii hadronici, cum ar fi hidrogenul pionic și hidrogenul kaonic , oferă astfel sonde experimentale interesante cu privire la teoria interacțiunilor puternice, cromodinamica cuantică . [6]

Onio

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Onio (fizică) .

Un onio (plural: onii sau oni ) este starea care leagă o particulă de antiparticulă. Oniul clasic este pozitronul , care este alcătuit dintr-un electron și un pozitron legat împreună într-o stare metastabilă de lungă durată. Positroniul a fost studiat încă din anii 1950 pentru a înțelege stările legate în teoria câmpului cuantic . O dezvoltare recentă este electrodinamica cuantică nerelativistă (NRQED, electrodinamică cuantică non-relativistă) folosind acest sistem ca caz de testare.

Pionul , o stare legată de doi pioni încărcați în mod opus, este interesant pentru explorarea interacțiunii puternice . Acest lucru ar trebui să fie valabil și pentru protoniu . Analogii adevărați ai pozitroniului în teoria interacțiunilor puternice, totuși, nu sunt atomi exotici, ci stările de quarkoniu , compuse dintr-un quark greu (Heavy) ca farmec sau fund și antiquark (quarkul de sus este atât de greu încât se descompune prin interacțiune slabă înainte ca aceasta să poată forma stări legate). Explorarea acestor stări prin cromodinamica cuantică non-relativistă (NRQCD) și rețeaua QCD este un test din ce în ce mai important al cromodinamicii cuantice .

Muoniul , în ciuda numelui său, nu este un oniu care conține un muon și un antimuon, deoarece IUPAC a dat acest nume sistemului unui antimuon legat de un electron. Cu toate acestea, producția de muoniu adevărat, care este un oniu, a fost teoretizată. [7]

Înțelegerea stărilor legate de hadroni, cum ar fi pionul și protoniul, este de asemenea importantă pentru a clarifica noțiunile legate de hadroni exotici, cum ar fi moleculele de mezon și stările pentaquark .

Atomi hipernucleari

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Hipernucleul .

Atomii pot fi compuși din electroni care orbitează un hipernucleu care include particule ciudate numite hiperoni . Astfel de atomi hipernucleari sunt de obicei studiați pentru comportamentul lor nuclear, care se încadrează mai degrabă în domeniul fizicii nucleare decât al fizicii atomice .

Atomi de cvasiparticule

În sistemele de materie condensată , în special în unele semiconductoare , există stări numite excitoni sau stări legate de un electron și o gaură de electroni .

Notă

  1. ^ (EN) Ludwig Bergmann, Clemens Schaefer și Wilhelm Raith, 1.8, în Constituenți ai materiei: atomi, molecule, nuclee și particule, Berlin, Walter de Gruyter, 1997 ISBN 3-11-013990-1 .
  2. ^ Atom mesico , pe treccani.it . Adus pe 21 iulie 2017 .
  3. ^ (EN) A. Deloff, Fundamentals in Hadronic Atom Theory , River Edge, World Scientific, 2003, p. 3 , ISBN 981-238-371-9 .
  4. ^ Deloff , 8
  5. ^ (EN) BK Agarwal și Hari Prakash, Quantum Mechanics, New Delhi, Prentice-Hall of India Private Ltd., 1997, p. 180, ISBN 81-203-1007-1 .
  6. ^ (EN) Atomii exotici aruncă lumină asupra întrebărilor fundamentale] pe cerncourier.com, CERN Courier, 1 noiembrie 2006.
  7. ^ (EN) Theorists Reveal Path To True Muonium - Never-seen Atom , în ScienceDaily, DOE / SLAC National Accelerator Laboratory, 4 iunie 2009. Accesat la 7 iunie 2009.

Elemente conexe

Controlul autorității LCCN (EN) sh85046399 · GND (DE) 4153344-6
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Atomo_exotico&oldid=121940409 ”