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Atomes stables de pion hélium obtenus

27.05.2020

Après près de huit ans de recherche, un groupe de scientifiques de l'Institut Max Planck d'optique quantique, en Allemagne, a pour la première fois réussi à obtenir des atomes stables et à longue durée de vie de matière exotique, l'hélium dit "pionique", un hélium atome dans lequel l'un des électrons a été remplacé par une particule subatomique - un pion dans un certain état quantique. Sous cette forme, le pion peut exister mille fois plus longtemps qu'il n'existe dans d'autres types de matière, ce qui donne aux scientifiques l'opportunité d'étudier de plus près cette particule, qui joue un rôle important pour assurer la stabilité et la désintégration des noyaux atomiques, en utilisant la méthode de spectroscopie laser de haute précision.

Les pions appartiennent à une famille de particules appelées mésons. Ce sont les mésons qui sont responsables de l'émergence d'interactions fortes entre les "blocs standards" des noyaux atomiques, les neutrons et les protons. Les protons de même charge électrique se repoussent dans des conditions normales, et seules les forces des interactions nucléaires fortes sont capables de les lier et de les maintenir dans le noyau atomique. Les mésons, qui se composent de deux quarks, diffèrent considérablement par leur structure des protons et des neutrons, qui se composent de trois quarks.

La possibilité de l'existence d'atomes d'hélium "pioniques" exotiques a été théoriquement prédite dès 1964, mais jusqu'à récemment, aucun des scientifiques n'a été en mesure d'obtenir de tels atomes expérimentalement. Et maintenant, grâce au travail de chercheurs allemands, les scientifiques du monde entier disposent d'un tout nouveau domaine de recherche.

Depuis huit ans, des scientifiques allemands tentent de trouver des preuves de l'existence d'atomes d'hélium "pions". Pour ce faire, ils ont utilisé un réservoir rempli d'hélium refroidi à l'état liquide superfluide. La principale difficulté qui a conduit à la longue durée des expériences était de trouver la longueur d'onde de la lumière laser à laquelle le pion "éjecté" assomme un électron d'un atome d'hélium excité et prend sa place. Naturellement, de tels atomes existent depuis un certain temps et se désintègrent, et ce sont ces "fragments" d'atomes qui sont devenus la preuve de l'existence d'atomes exotiques d'hélium "pion".

Les scientifiques théoriques, malgré de nombreuses recherches dans ce sens, n'ont pas été en mesure de calculer la longueur d'onde de la lumière, sous l'influence de laquelle les atomes d'hélium entreront dans l'un des états excités stables, et le pion fera un "saut quantique" d'un certain type, remplaçant l'électron. Les scientifiques ont donc utilisé trois systèmes laser complexes l'un après l'autre jusqu'à ce qu'ils trouvent la bonne longueur d'onde par simple énumération.

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Nouvelles aléatoires de l'Archive

Poids de saut 02.03.2003

Dans les mémoires du baron Munchausen, un certain coureur apparaît, courant généralement avec un boulet de canon attaché à ses jambes et ralentissant légèrement sa course trop rapide. Il ne décroche cette cargaison qu'en cas de colis extrêmement urgents.

Un sport similaire - le saut en longueur debout avec deux poids - existait dans la Grèce antique. L'athlète tenait des poids de plomb ou de pierre dans chaque main et les agitait en sautant. Ceci est connu des textes et des dessins survivants - des poids ont été utilisés lors des premiers Jeux Olympiques. Mais les historiens restaient perplexes : si la compétition se faisait sur la longueur du saut, pourquoi fallait-il des poids qui, semble-t-il, ne pouvaient que réduire la distance de vol ?

Des spécialistes de l'Université de Manchester (Angleterre), simulant de tels sauts sur un ordinateur et dans la vie réelle - sur des étudiants, ont montré que les poids augmentaient en fait la distance du saut. En jetant en avant tout en sautant les mains avec deux "haltères" pesant trois kilogrammes chacun, l'athlète peut, grâce à une inertie accrue, augmenter sa vitesse initiale de 17%. Si, à la fin du saut, il balance les poids vers l'arrière, le gain total sur la longueur du saut sera d'au moins 10 centimètres. Cependant, une augmentation du poids total des "haltères" de plus de XNUMX kilogrammes aggrave les résultats.

Les archéologues trouvent généralement de telles cargaisons pesant de un à cinq kilogrammes.

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