МЮО́ННЫЙ А́ТОМ

МЮО́ННЫЙ А́ТОМ, раз­но­вид­ность ме­зо­ато­ма; атом ($\ce{Zμ^{–}}$), у ко­то­ро­го за­ряд яд­ра $\ce{Z}$, а один из элек­тро­нов за­ме­щён от­ри­ца­тель­но за­ря­жен­ным мюо­ном $μ^–$. Хи­мич. свой­ст­ва М. а. $\ce{Zμ^{–}}$ ана­ло­гич­ны свой­ст­вам ато­ма с за­ря­дом яд­ра $\ce{Z-1}$, что ис­поль­зу­ет­ся для изу­че­ния его хи­мич. ре­ак­ций (см. Ме­зон­ная хи­мия).

Осо­бый ин­те­рес пред­став­ля­ют М. а. изо­то­пов во­до­ро­да ($\ce{pμ,\, dμ,\, tμ}$): они ли­ше­ны за­ря­да, а их ра­диу­сы $r_0$ при­мер­но в 200 раз мень­ше ра­диу­са ато­ма во­до­ро­да $a_0: r_0=a_0m_e/m_μ$ ($m_e$ и $m_μ=207m_e$ – мас­са элек­тро­на и мюо­на со­от­вет­ст­вен­но). М. а. во­до­ро­да, по­доб­но ней­тро­нам, сво­бод­но про­хо­дят сквозь элек­трон­ные обо­лоч­ки ато­мов, сбли­жа­ют­ся с их яд­ра­ми на рас­стоя­ние по­ряд­ка 10^–11 см и мо­гут всту­пать с ни­ми в раз­но­об­раз­ные ре­ак­ции: пе­ре­за­ряд­ки ($\ce{pμ+Z→Zμ+p}$), об­ра­зо­ва­ния ме­зо­мо­ле­кул ($\ce{dμ+Z →dμZ}$) и др. Ес­ли ре­ак­ции М. а. про­ис­хо­дят в сме­си изо­то­пов во­до­ро­да, ста­но­вит­ся воз­мож­ной по­сле­до­ва­тель­ность ре­ак­ций мю­он­но­го ка­та­ли­за.

В М. а. ре­ля­ти­ви­ст­ские эф­фек­ты про­яв­ля­ют­ся зна­чи­тель­но силь­нее, чем в обыч­ных ато­мах. В ча­ст­но­сти, сдвиг уров­ней энер­гии М. а. изо­то­пов во­до­ро­да, обу­слов­лен­ный по­ля­ри­за­ци­ей ва­куу­ма, со­став­ля­ет по­ряд­ка 1 эВ; его из­ме­ре­ние яв­ля­ет­ся од­ной из про­ве­рок тео­ре­тич. ос­нов кван­то­вой элек­тро­ди­на­ми­ки.