Прото́ний — связанная квантовомеханическая система ( экзотический атом ), состоящая из протона и антипротона .

Свойства

Протоний нестабилен, протон и антипротон быстро аннигилирует. Время жизни протония составляет от 10 ⁻¹¹ с в нижних состояниях с главным квантовым числом ${\displaystyle n=1}$ до 10 ⁻⁶ с в возбуждённых состояниях с ${\displaystyle n=30}$ . Процесс аннигиляции протония начинается с превращения протон-антипротонной пары в пи-мезоны и завершается распадом пи-мезонов на фотоны , электроны , позитроны , антинейтрино и нейтрино . Наибольшую часть энергии аннигиляции, примерно 50 %, уносят нейтрино и антинейтрино, 16 % приходится на электроны и позитроны . Боровский радиус орбиты протония в 918 раз меньше чем у атома водорода. Основная особенность структуры энергетических уровней протония состоит в расщеплении термов в парасостояния ( спин равен нулю при антипараллельной ориентации спинов протона и антипротона) и ортосостояния (спин равен единице при параллельной ориентации спинов протона и антипротона) . Также на структуру термов оказывает влияние ядерное взаимодействие .

Наблюдения

Впервые протоний по его спектру наблюдался в ЦЕРН в эксперименте PS171 (ASTERIX) на накопителе антипротонов , в 1980-х . В спектрах фотонов были выделены линии, соответствующие переходам между возбуждёнными состояниями. Также протоний наблюдается в экспериментах с ловушками холодных частиц, например в эксперименте на современном накопителе AD .

См. также

• Позитроний
• Мюоний

Примечания

Литература

• Власов Н. А. Антивещество. — М. : Атомиздат , 1966. — 184 с.
• E. Klempt, F. Bradamante, A. Martin, J.-M. Richard, (недоступная ссылка) , Physics Reports, 368 (2–3): 119–316 (2002).
• N. Zurlo et al. (2008)