Физическая энциклопедия

МЕЗОАТОМ

МЕЗОАТОМ
атом, в к-ром один из эл-нов оболочки замещён отрицательно заряженными мюоном (m-) или адроном (p--, К--мезонами и др.). Существование М. было предсказано амер. физиком Дж. Уилером в 1949; в 1970 было доказано существование М., в к-рых электрон замещён S-- и X--гиперонами или антипротоном. Радиусы М. в невозбуждённом состоянии r=5,3•10-9/mZ см, где Z - заряд ядра, а m приближённо равно отношению массы мезона к массе электрона.
Наиболее изучены М., состоящие из ядра водорода и m- (r=2,8•10-11см), p- (r=2,2•10-11 см), или К- (r=0,8•10-11 см). Такие М. подобно нейтронам могут свободно проникать внутрь электронных оболочек др. атомов, приближаться к их ядрам и служить причиной многочисл. процессов: образования м е з о м о л е к у л, катализа ядерных реакций, перехвата мезона ядрами др. атомов и т. д. В М. мезоны расположены в сотни раз ближе к ядру, чем эл-ны. Напр., радиус ближайшей к ядру орбиты m- в М. свинца почти в два раза меньше, чем радиус ядра свинца, т. е. в М. свинца m- осн. часть времени проводит внутри ядра. Это позволяет использовать св-ва М. с m- для изучения формы и размеров ядер, а также для изучения распределения электрич. заряда по объёму ядра; p-- и К--М. используются также для изучения сильных взаимодействий и распределения нейтронов в ядрах (см. ЯДРО АТОМНОЕ). Образование М. происходит при торможении мезонов, получаемых в мишенях. Захват мезона на мезоатомную орбиту сопровождается выбросом одного из ат. эл-нов, обычно внешнего. Напр., если пучок m- направить в камеру с жидким водородом, то они постепенно теряют свою энергию в столкновениях с атомами водорода, пока их энергия не станет ?1 кэВ. При этом, если они подходят близко к ядру атома водорода и образуют с ним электрич. диполь, поле к-рого не в состоянии удержать ат. эл-н, то атом водорода теряет свой эл-н, а m-остаётся связанным с ядром (протоном, дейтроном, тритоном). Как правило, все М. образуются в высоковозбуждённых состояниях. В дальнейшем мезоны переходят в менее возбуждённое состояние, освобождая энергию в виде g-квантов (мезонное g-излучение) или оже-электронов (см. ОЖЕ-ЭФФЕКТ).
На процесс образования М. влияет строение электронной оболочки молекул, в состав к-рых входит атом. Это позволяет изучать электронную структуру молекул, исследуя рентгеновское излучение М. и продукты яд. реакций с ядром М. (см. МЕЗОННАЯ ХИМИЯ).