МЕЗОАТОМ

МЕЗОАТОМ атом, в к-ром один из
электронов атомной оболочки замещён отрицательно заряженным
мезоном,
точнее,
м- мюоном, либо п- или К-мезона-ми. Существование М. было предсказано
амер. физиком Дж. Уилером в 1949 вскоре после открытия л-мезонов. В 1970
было доказано существование атомов, в к-рых электрон замещён Е-гипероном,
Е-гипероном (см. Гипероны) или антипротоном.
Радиусы М.
в невозбуждённом состоянии равны Гц =5,3- lO-9/mZcM,
где Z - порядковый
номер ядра, а т приблизительно равно отношению массы мезона к массе
электрона. Наиболее простыми М. являются М. водорода. Они состоят из ядра
водорода и отрицательно заряженного мезона. Их радиусы соответственно равны:
rм= 2,8-10-¹¹ см, r = 2,2-10-¹¹см r= = 0,8-10-^и см. Такие нейтральные системы малого
размера, подобно нейтронам, свободно проникают внутрь электронных
оболочек атомов, приближаются к их ядрам и могут служить причиной многочисленных
мезоатомных процессов: образование м е з о-молекул, катализ. ядерных реакций,
перехват мезона ядрами др. атомов и т. д. В М.мезоны расположены в сотни
раз ближе к ядру, чем электроны. Напр., радиус ближайшей к ядру орбиты
м в М. свинца почти в 2 раза меньше, чем радиус ядра свинца, т.
е. в М. свинца м осн. часть времени проводит внутри ядра. Это обстоятельство
позволяет использовать свойства М. с м для изучения формы и размеров ядер,
а также для изучения распределения электрич. заряда по объёму ядра. л-
-и К- -М., кроме того, используются для изучения сильных взаимодействий
элементарных
частиц и распределения нейтронов в ядрах (см. Ядро атомное).

Образование М. происходит, когда мезоны,
получаемые в ускорителях высоких энергий, тормозятся и останавливаются
в мишенях из различных веществ. Захват мезона на мезоатомную орбиту сопровождается
выбросом одного из атомных электронов, обычно внешнего электрона. Напр.,
если пучок и направить в камеру с жидким водородом, то и 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, они образуют с ним
электрич. диполь, поле к-рого не в состоянии удержать атомный электрон,
вследствие чего атом водорода теряет свой электрон, а м остаётся связанным
с ядром (протоном, дейтроном или тритоном). Как правило, все М.
образуются в высоковозбуждённых состояниях. В дальнейшем мезон переходит
в менее возбуждённое состояние М., освобождая энергию в виде y-квантов(мезонное
уизлучение) или Оже-электронов.

На процесс образования М. влияет строение
электронной оболочки молекул, в состав к-рых входит соответствующий М.
Это позволяет изучать электронную структуру молекул, исследуя рентгеновское
излучение М. и продукты ядерных реакций с ядром М. Это направление
исследований получило название мезонной химии.

Лит.: В айсенбергА. О.,Мю-мезон,
М., 1964; К im Y. N., Mesic atoms and nuclear structure, Amst. - L., 1971;
Б а р х о п Э., Экзотические атомы, "Успехи физических наук", 1972, т.
106, в. 3. Л. И. Пономарёв.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я