МЮОННЫЙ АТОМ


МЮОННЫЙ АТОМ
МЮОННЫЙ АТОМ

       
мезоатом с отрицательно заряж. мюоном.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

МЮОННЫЙ АТОМ

(мю-нуклонный атом) - атомо-подобная система Zm, состоящая из атомного ядра и отрицательно заряженного мюона (m-), к-рая, как правило, содержит ещё неск. электронов. Свойства M. а. подобны свойствам обычного водородоподобного атома с зарядом ядра Z, а некоторые различия обусловлены отличием массы m- от массы электрона m е: mm = 206,769m е. Поэтому характерные размеры M. а. аm.= 3046-30.jpg2/mme2Z 3046-31.jpg 2,6.10-11Z-1 см. Это примерно в 200 раз меньше размеров обычных атомов, и при Z3046-32.jpg50 они становятся даже меньше размеров ядра. Напр., радиус ближайшей к ядру орбиты m- в M. а. свинца почти в 2 раза меньше, чем радиус ядра Pb, т. е. m- осн. часть времени проводит внутри ядра. Это позволяет использовать свойства M. а. для изучения распределения электрич. заряда по объёму ядра.

В отличие от адронных атомов пребывание m- в ядре не приводит к исчезновению M. а. (захвату мюона ядром), поскольку мюоны взаимодействуют с нуклонами ядер значительно слабее, чем адроны. Поэтому время жизни M. а. определяется временем жизни свободного мюона tm = 2,2.10-6 с. Однако с увеличением заряда ядра слабое взаимодействие мюона с ядром возрастает. Для лёгких элементов вероятность захвата мюона ядром [Z+ m3046-33.jpg (Z - 1) + vm] растёт пропорционально Z4 и уже при Z 3046-34.jpg 10 сравнивается с вероятностью распада свободного мюона. При больших Z рост вероятности m-захвата замедляется, а при Z = 70-90 время жизни M. а. т ~ 10-7 с, т. е. примерно в 20 раз меньше tm.

M. а. образуются при захвате мюонов кулоновским полем ядра Z.При этом из электронной оболочки атома выбивается один или неск. электронов (обычно внешних). M. а. образуются вначале в возбуждённых состояниях и за время порядка 10-11-10-13 с переходят в осн. состояние, освобождая энергию в виде рентгеновских и g-квантов или передавая её оже-электронам. Измеряя энергии радиац. переходов в тяжёлых M. а., можно получить информацию о распределении зарядов в ядре, а также о его размерах и форме. Иногда возможны безызлучательные переходы с передачей энергии на возбуждение ядра.

Компактная система Zm для внеш. электронной оболочки эквивалентна ядру с зарядом Z - 1, т. е. при захвате мюона кулоновским полем к.-л. ядра, напр. Ne, образуется M. а. Zm с электронной оболочкой соседнего атома F. Взаимодействие спинов m- и электрона из оболочки атома фтора в магн. поле позволяет проследить судьбу этого атома и даёт способ измерить абс. скорость хим. реакции изолиров. атома F (см. Me-зонная химия).

Наиб. изучены простейшие M. а., именно M. а. гелия Hem и водорода pm. Радиус орбиты m- в них сравним с комптоновской длиной волны электрона 3046-35.jpg/mec (T. е. в 200 раз меньше радиуса боровской орбиты электрона), поэтому для них эффекты поляризации вакуума

и обусловленный ими лэмбовский сдвигD3046-36.jpg весьма значительны (D3046-37.jpg =1,38 эВ для Hem и D3046-38.jpg = 0,202 эВ для pm, для атома H D3046-39.jpg = 0,44·10-5 эВ).

M. а. изотопов водорода pm, dm и tm отличаются от др. M. а. своей нейтральностью, благодаря к-рой, а также благодаря своей малости они подобно нейтронам свободно проникают сквозь электронные оболочки атомов и при столкновениях с их ядрами участвуют в многочисл. мезоатомных процессах. Особый интерес вызывает совокупность процессов в смеси дейтерия и трития, в к-рой благодаря явлению мюонного катализа один мюон за время жизни tm может осуществить ~150 реакций синтеза ядер дейтерия и трития по схеме m-3046-40.jpg

3046-41.jpg tm 3046-42.jpg dtm3046-43.jpg.4He + n + m- + 17,6 МэВ, освободив при этом ок. 150 нейтронов и энергию ~ 2,5 ГэВ.

Лит.: Бархоп Э., Экзотические атомы, пер. с англ., "УФН", 1972, т. 106, с. 527; Ким E., Мезонные атомы и ядерная структура, пер. с англ., M., 1975; Кириллов-Угрюмов В. Г., Никитин Ю. П., Сергеев Ф. M., Атомы и мезоны, M., 1980; Exotic atoms, N. Y.- L., 1980; Бет-ти С. Д ж., Экзотические атомы, "ЭЧАЯ", 1982, т. 13, с. 164.

Л. И. Пономарёв.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "МЮОННЫЙ АТОМ" в других словарях:

  • МЮОННЫЙ АТОМ — атомоподобная система, состоящая из ядра и отрицательного мюона, которая содержит, как правило, еще несколько электронов …   Большой Энциклопедический словарь

  • мюонный атом — атомоподобная система, состоящая из ядра и отрицательного мюона, которая содержит, как правило, ещё несколько электронов. * * * МЮОННЫЙ АТОМ МЮОННЫЙ АТОМ, атомоподобная система, состоящая из ядра и отрицательного мюона (см. МЮОНЫ), которая… …   Энциклопедический словарь

  • МЮОННЫЙ АТОМ — атомоподобная система, состоящая из ядра и отрицат. мюона, к рая содержит, как правило, еще неск. электронов …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • МЮОННЫЙ АТОМ — атомоподобная система, состоящая из ядра и отрицат. мюона, к рая содержит, как правило, еще неск. электронов …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • МЮОННЫЙ КАТАЛИЗ — явление синтеза (слияния) ядер изотопов водорода при норм. условиях, происходящее при существ. участии мюонов. В отсутствие мюонов вероятность таких реакций, напр. дейтерия d+d ® 3Не+n; t+p или дейтерия и трития d+t®4He+n, требует высоких энергий …   Физическая энциклопедия

  • мезоатом — атомоподобная система, в которой силы электростатического притяжения связывают положительное ядро с одним (или несколькими) отрицательно заряженными мюонами (мюонный атом) или адронами (адронный атом). Мезоатом может содержать также электроны. *… …   Энциклопедический словарь

  • МЮОНЫ — (устар. m мезоны), нестабильные заряж. элем, ч цы со спином 1/2, временем жизни 2,2•10 6 с и массой, прибл. в 207 раз превышающей массу эл на (в энергетич. ед. ок. 105,7 МэВ); относятся к классу лептонов. Отрицательно заряж. (m ) и положительно… …   Физическая энциклопедия

  • МЕЗОАТОМ — атомоподобная система, в которой силы электростатического притяжения связывают положительное ядро с одним (или несколькими) отрицательно заряженными мюонами (мюонный атом) или адронами (адронный атом). Мезоатом может содержать также электроны …   Большой Энциклопедический словарь

  • МЕЗОАТОМ — атомоподобная система, в к рой силы эл. статич. притяжения связывают положит. ядро с одним (или неск.) отрицательно заряж. мюонами (мюонный атом) или адронами (адроиный атом). М. может содержать также электроны …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Мюоний — Мюоний  водородоподобный атом, в качестве ядра которого выступает положительный мюон μ+. Электронное облако мюония состоит из одного электрона. Приведённая масса мюония и его радиус первой боровской орбиты близки к соответствующим величинам… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.