![]() |
po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu |

3.08.2001 0:00 | "Fizicheskaya Enciklopediya"/Phys.Web.Ru
Adronnye atomy - atomopodobnye
sistemy, v kotoryh polozhitel'no zaryazhennoe yadro
za schet kulonovskogo
prityazheniya uderzhivaet otricatel'nyi adron.
Nablyudalis' pionnye (),
kaonnye (
),
antiprotonnye (
)
i
giperonnye
atomy. Izuchenie adronnyh atomov daet informaciyu i ob adrone i o yadre (massa i magnitnyi
moment adrona, raspredelenie
veshestva v yadre, polyarizuemost' adrona
i yadra), a takzhe ob ih vzaimodeistvii (rasseyanie i pogloshenie
adrona yadrom).
Adronnyi atom obrazuetsya pri zamedlenii otricatel'nogo adrona v veshestve.
Adron zahvatyvaetsya atomom s obrazovaniem vysokovozbuzhdennogo sostoyaniya s glavnym
kvantovym chislom gde m
- massa adrona, me - massa
elektrona (pri takih n radius atomnoi
orbity adrona, obratno proporcional'nyi ego masse, sravnim s radiusami
elektronnyh orbit). Vozbuzhdenie
atoma snimaetsya za
schet
kaskada ozhe-perehodov i elektricheskih
dipol'nyh perehodov adrona s odnogo urovnya na drugoi, soprovozhdayushihsya
ispuskaniem
rentgenovskogo izlucheniya (sm. Mul'tipol'noe
izluchenie, ozhe-spektroskopiya). Pri etom
preimushestvenno zaselyayutsya
krugovye orbity, t. e. sostoyaniya s l=n-1,
gde l - moment kolichestva dvizheniya.
Kogda adron dostigaet sostoyanii s nebol'shimi n,
stanovyatsya sushestvennymi effekty sil'nogo vzaimodeistviya,
chto privodit k zahvatu adrona yadrom.
Atomnye urovni, mezhdu kotorymi proishodit
perehod adrona, soprovozhdaemyi rentgenovskim izlucheniem, imeyut v osnovnom takuyu zhe
prirodu, chto i urovni
v obychnyh elektronnyh atomah. Ih polozhenie priblizhenno opisyvaetsya resheniem Kleina-Gordona uravneniya dlya pionnyh
atomov ili
Diraka uravneniya dlya -,
- i
-atomov v
sluchae tochechnogo yadra s zaryadom Z. T. k. massa
adrona
mnogo bol'she massy elektrona, to v sostoyaniyah
s n<5-6 adron nahoditsya vnutri samoi glubokoi elektronnoi
obolochki,
gde ekranirovanie
polya yadra nesushestvenno, t. e. imeet mesto vodorodopodobnaya
sistema (popravki na ekranirovanie sushestvenny lish' pri bol'shih n).
Nebol'shie
popravki voznikayut iz-za ucheta konechnosti razmerov yadra i polyarizacii
vakuuma. Krome togo, dlya nizkih orbit sushestvenny effekty, svyazannye s
sil'nym
adron-yadernym vzaimodeistviem. Radius orbity adrona, kak pravilo, mnogo bol'she
razmera yadra, naprimer, dlya 7Li
radiusy 1s-sostoyanii pionnogo
i antiprotonnogo atomov sostavlyayut 67 fm i 10 fm (dlya obychnogo atoma
fm). Tem ne menee s nekotoroi dolei veroyatnosti adron nahoditsya
vnutri yadra,
chto privodit k sdvigu i ushireniyu urovnya energii za schet sil'nogo vzaimodeistviya.
Sdvig urovnya
svyazan s dlinoi adron-yadernogo
rasseyaniya a
(t. e. s amplitudoi rasseyaniya pri nulevoi energii
sistemy, sm. Rasseyanie mikrochastic) sootnosheniem,
kotoroe dlya s-sostoyanii
imeet
vid
![]() | (1) |
Zdes'


Pri eksperimental'nom issledovanii adronnyh atomov izmeryaetsya energiya
rentgenovskogo izlucheniya (s pomosh'yu poluprovodnikovyh detektorov
libo kristall-difrakcionnyh
spektrometrov). Dostignutaya tochnost' v opredelenii polozheniya linii
sostavlyaet 2 eV. Kak pravilo, shiriny
G>100 eV opredelyayutsya
neposredstvenno, a G0,1-10 eV
- iz sootnosheniya intensivnostei razlichnyh linii
(ris. 1). Iz ris. vidno, kak liniya 2r-1s pionnogo
atoma vydelyaetsya sredi intensivnyh linii, prinadlezhashih myuonnym
atomam, vozniknovenie kotoryh neizbezhno vsledstvie raspada
-mezonov
na letu (sleva - kalibrovochnaya liniya).
Naibolee izucheny pionnye atomy. Izmereniya
sdvigov i shirin perehodov (obuslovlennyh sdvigom i ushireniem nizhnego uronnya) 2p-1s
v atomah ot 3Ne
do
24Mg; 3d-2p-perehodov ot 24Mg do
84Kg; a takzhe perehodov 4f-3d i 5g-4f v shirokom diapazone
elementov pozvolyayut sformulirovat' osobennost'
-atoma: sdvigi ls-urovnei otricatel'ny, t. e. otvechayut
ottalkivaniyu piona ot yadra, sdvigi vseh urovnei
s bolee vysokimi l
polozhitel'ny,
t. e. sootvetstvuyut prityazheniyu. Takoe povedenie opisyvayut vvedeniem nelokal'nogo
opticheskogo potenciala pion-yadernogo vzaimodeistviya, soderzhashego zavisimost' ot skorosti
.
Teoreticheskie soobrazheniya privodyat k vyvodu o tom, chto sdvigi energii
i shiriny G sostoyanii s orbital'nym momentom
l dolzhny vozrastat' s atomnym nomerom Z
proporcional'no Z4(2l + 3)/2,
chto priblizhenno vypolnyaetsya {ris. 2). Teoriya, kak pravilo,
daet
horoshee opisanie nablyudayushihsya sdvigov i shirin 1s-, 2p-, 3d- i 4f-urovnei, za
isklyucheniem legchaishih atomov i (v ryade sluchaev) atomov s maksimal'nym Z,
pri kotorom
nablyudaetsya
sootvetstvuyushaya liniya (t. e. v atome s Z, na 1 bol'shim, pion
prosto ne dohodit do sootvetstvuyushego sostoyaniya, t. k. zahvatyvaetsya yadrom s bolee
vysokoi orbity).
Precizionnoe
opredelenie massy piona, kotoraya vhodit kak
parametr v formulu dlya energii urovnya, po energiyam perehodov 5g-4f i 6h-5g, daet
znachenie
=
139,568
0,002 MeV (sm. Piony).
Eksperimental'noe izuchenie kaonnyh atomov, s odnoi storony, zatrudneno iz-za men'shei
intensivnosti imeyushihsya
puchkov medlennyh kaonov, a s drugoi - oblegcheno
tem, chto v K--atomah sdvigi i ushirenie urovnei gorazdo bol'shie,
chem v
.
Eto - sledstvie bol'shoi intensivnosti kaon-nuklonnogo
vzaimodeistviya pri nizkih energiyah po sravneniyu s pion-nuklonnym. Teoreticheskaya
interpretaciya
eksperimental'nyh
dannyh po kaonnym atomam (ot N do U) zatrudnena nalichiem blizkogo podporogovogo
rezonansa
(1405)
v sisteme K-r
i
sil'nym
poglosheniem kaona svobodnym nuklonom [2]. Nalichie
anomal'no bol'shogo sdviga 2r-urovnya v adronnyh atomah K- 4Ne
ukazyvaet na vozmozhnost'
sushestvovaniya
v etoi sisteme slabosvyazannogo yadernogo
-sostoyaniya.
Tochnoe znachenie massy kaona, poluchennoe iz izmerenii rentgenovskih spektrov vysokih
perehodov kaonnyh
atomov,
mK=493,664
0,018 MeV.
Puchki -giperonov nel'zya sozdat' vsledstvie
ochen' korotkogo vremeni zhizni (1,5
1010
s)
-giperona.
Odnako
-giperonnye atomy mogut obrazovyvat'sya vo vtorichnyh
vzaimodeistviyah pri tormozhenii K- v misheni. Eksperimental'nye
dannye po sdvigam i shirinam
urovnei
-giperonnyh atomov (s 1978) poka skudny
(okolo 10 perehodov v yadrah ot S do Va). Iz rasshepleniya atomnogo urovnya na podurovni
tonkoi
struktury opredelen magnitnyi moment
-giperona
(-1,48
0,37 yadernyh magnetonov).
Izuchenie antiprotonnyh atomov nachalos' v 1970, tochnost' izmerenii
i G urovnei mala, chto obuslovleno slaboi intensivnost'yu antiprotonnyh
puchkov. Kachestvennyi skachok v tochnosti rezul'tatov ozhidaetsya ot eksperimentov
na ustanovke LEAR (CERN),
kotoraya daet puchki
antiprotonov nizkoi energii s intensivnost'yu 106 r/s.
Issledovaniya antiprotonnyh atomov, v pervuyu ochered' sistemy
,
pozvolyat vyyasnit'
vozmozhnost'
sushestvovaniya kvaziyadernyh svyazannyh sostoyanii
v sisteme nuklon-antinuklon (sm. Barionii). Massa
antiprotona iz izmerenii rentgenovskih
spektrov
MeV,
chto soglasuetsya s massoi protona. Po tonkomu rasshepleniyu
urovnei naiden magnitnyi moment
antiprotona, ravnyi 2,795
0,019 yadernogo
magnetona, chto takzhe soglasuetsya s magnitnym momentom protona (2,793 yadernogo
magnetona).
Izuchenie
adronnyh atomov mozhet dat' informaciyu o polyarizuemosti adrona, u kotorogo v sil'nom
elektricheskom pole na atomnoi orbite poyavlyaetsya navedennyi dipol'nyi
moment, chto privodit k dopolnitel'nomu sdvigu urovnya energii. Verhnyaya
ocenka polyarizuemosti kaona 0,02 fm2.
Publikacii s klyuchevymi slovami:
adrony - mezoatomy - adronnye atomy
Publikacii so slovami: adrony - mezoatomy - adronnye atomy |
![]() |
Sm. takzhe:
|