Obrázek: Zdroj: Pixabay, autor. Geralt, licence: Pixabay License, Free for commercial use

Na okamžik připravili heliový atom s pionem namísto elektronu

V exotických variantách atomů zkoušíme nejčastěji elektron nahradit mionem nebo antiprotonem. Nyní vědci zkusili použít i záporně nabitý pion (mezon pi-).

Masaki Hori s kolegy z Ústavu Maxe Planka pro kvantovou optiku v německé Garchingu připravili obdobu helia (4He) s pionen namísto jednoho elektronu až po osmiletém úsilí. V pionickém heliu dokázal pion vydržet 1000krát déle než normálně, za jiných známých podmínek (poznámka. celý atom tedy stejně existoval jen v řádu nanosekund, tedy titěrně krátce).
Pion pi– se skládá z kvarku d a antikvarku u (jde o mezon, na rozdíl třeba od protonu a neutronu složených ze tří kvarků). Jeho záporný náboj je stejný jako u elektronu. Piony patří mezi bosony s celočíselným spinem a fungují jako zprostředkovatelé silné interakce. Existence pionických atomů byla předpovězena už v roce 1964, ale experimentální příprava se ukázala krajně náročná. Mj. bylo třeba využít i zařízení z CERNu. Příprava se podařila nakonec v nádrži ultrachladného supratekutého helia, pion se v atomu choval jako velmi těžký elektron (podobně tedy jako antiproton a mion), přičemž měl k dispozici různé kvantové stavy lišící se svou energií (poznámka PH: jakou roli zde hraje, že jde o boson a neplatí pro něj Fermiho vylučovací princip? Byl by problém s atomem s více piony místo elektronů?). Nakonec při experimentu pion excitovaný laserem přeskočil do jádra a to bylo zničeno – detekovat se v podstatě podařilo až trosky původní částice a z fragmentů určit, že zde skutečně existovalo cosi jako Pi-He+.
K čemu to všechno? Podle autorů studie mj. k tomu, aby se na takto relativně stabilní částici dalo provést měření pomocí laserové spektroskopie a přesněji stanovit vlastnosti samotných pionů včetně jejich hmotnosti.

Masaki Hori et al. Laser spectroscopy of pionic helium atoms, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2240-x
Zdroj: Max Planck Society/Phys.org a další

Poznámka: O mionových verzí atomů se spekuluje v souvislosti s termojadernou fúzí. Těžší mion je blíže jádru než elektron, takže jádra fúzujících atomů by mohla jít snáz dostat k sobě.
Viz také: Kouzla s antihmotou: Atomy helia, ale s antiprotonem

Týden na ITBiz: Sankce za kybernetické útoky

Výsledková sezóna: Amazon, Apple, Google… Jak prodávat technologie: SEM vs. SEO. Cloudové služby nejsou pro …

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close