Investigación sobre átomos extraños
Convertir alta-. acelerar las partículas en movimiento producidas en aceleradores de alta energía Reducir la velocidad a un estado de captura o captura de sección grande, de modo que las partículas cargadas negativamente sean capturadas por los núcleos atómicos en lugar de los electrones en los átomos (por ejemplo, microscópicos, subatómicos), o captura de partículas cargadas positivamente electrones (por ejemplo, microscópicos; subatómicos) μe átomos) para formar átomos extraños utilizan la desintegración de partículas pesadas para producir directamente átomos extraños [como KL
Las propiedades de los átomos extraños están estrechamente relacionadas con las propiedades de las partículas que los componen, por lo que son objeto de investigación en física atómica y física de altas energías. Cuando se forman átomos extraños, las partículas negativas quedan atrapadas en órbitas en estados altamente excitados y emiten una serie de rayos X durante las transiciones posteriores. Los rayos X microscópicos emitidos por átomos subatómicos se denominan rayos X microscópicos. El estudio de estos extraños átomos se basa principalmente en medir estos rayos X. Los átomos extraños pueden servir como "laboratorios" para estudiar muchas cuestiones fundamentales. Se puede utilizar para probar ecuaciones distintas a la ecuación de Dirac para estudiar la desviación de la fuerza de Coulomb y la fuerza electrostática, el efecto del tamaño de los núcleos atómicos, etc. Utilice átomos μe como átomos leptónicos para verificar la teoría unificada electrodébil: utilice la formación y desintegración de átomos extraños, así como el movimiento y la transición entre niveles de energía atómica para medir las cantidades y propiedades básicas de las partículas que producen estos átomos extraños. Utilice el valor de transición del nivel de energía atómica para determinar con precisión la masa de partículas como muones, mesones k, mesones pi e hiperones.
Algunos átomos extraños están compuestos de partículas negativas; su masa y energía de enlace son dos o tres órdenes de magnitud mayores que los electrones, y sus espines también son diferentes. En comparación con los átomos ordinarios, los átomos extraños tienen las siguientes características:
Cuando los números cuánticos son iguales, el radio orbital es inversamente proporcional a la masa de las partículas en la órbita. El radio de los átomos extraños será. dos o tres órdenes de magnitud más pequeños que los de los átomos ordinarios. El nivel de energía es proporcional a la masa de la partícula en la órbita, y la energía durante una transición de nivel de energía es de cientos a miles de veces mayor que la de una transición de electrones; . Tiene muchos momentos angulares de espín diferentes; el estado fundamental es inestable y los átomos extraños se desintegran por la desintegración de partículas inestables de vida corta o por colisiones de sus "electrones" con sus "núcleos".
A principios de los años 60 se descubrió que las propiedades químicas de las sustancias afectan a la estructura del espectro de rayos X de los mesones liberados por átomos exóticos, y también se descubrieron una serie de trampas de óxidos metálicos. Microscópica; la relación de probabilidad (=/8) cambia periódicamente con el número atómico del metal, y su valor mínimo aparece al comienzo de la tabla periódica de elementos. Se infiere que el tipo de enlace químico tiene cierta influencia en el. Formación y desintegración de átomos extraños. A mediados de la década de 1960, se confirmó experimentalmente que la probabilidad de formación y el modo de desintegración de átomos extraños están estrechamente relacionados con el entorno químico, desarrollando así un nuevo campo de investigación de la química de átomos extraños.
La química atómica extraña es una materia interdisciplinaria de la física de partículas y la química nuclear. Esta investigación tiene principalmente dos vertientes. Primero, descubrimos cómo la estructura química de una sustancia afecta la formación y desintegración de átomos exóticos. En segundo lugar, al observar la formación y desintegración de átomos exóticos, obtenemos nuevos datos sobre la estructura química y la cinética de las reacciones químicas, lo que nos proporciona nuevas formas de estudiar la estructura electrónica de las moléculas y las propiedades de la química de los materiales.
Los dipolos electrónicos y los subelementos microscópicos son átomos similares al hidrógeno. La masa de Micro es 207 veces mayor que la de E, por lo que los protones de µ se parecen más a átomos de hidrógeno, que son de corta duración y, por lo tanto, pueden usarse como trazadores de hidrógeno. Después de que π haga flotar átomos de hidrógeno, se produce una reacción de intercambio de carga característica con el núcleo de hidrógeno π+p→n+π y luego libera dos fotones, lo que demuestra que la interferencia del hidrógeno y otros elementos en el material es mínima. El estado químico del hidrógeno afecta fuertemente la formación de átomos de pión. Un tema de gran valor práctico en la química atómica extraña es el uso "microscópico" del mesón pi para estudiar las propiedades químicas y las características de los enlaces de hidrógeno de sustancias que contienen hidrógeno.