Лабораторные достижения современных «алхимиков» впечатляют. Недавно физикам удалось создать искусственные аналоги водорода. Имнно аналоги, а не аналог, потому что созданы целых 2 искусственных аналога атома водорода. Первый из них более легкий от естественного водорода аналог, а второй, соответственно, – более тяжёлый его вариант. С помощью аналогов атомов водорода учёные проверили некоторые положения квантовой механики.

Атом наиболее распространённого изотопа водорода - протия - состоит из одного протона и обращающегося вокруг него электрона. Имеются и более тяжёлые изотопы водорода - дейтерий и тритий, в ядрах которых дополнительно содержатся, соответственно, один и два нейтрона. В связи с тем, что химические свойства элемента, в первую очередь, зависимы от его внешних электронов, в химических реакциях все три изотопа водорода проявляют себя примерно одинаково. Но постулаты квантовой механики твердят, что из-за различной массы некоторые свойства изотопов всё-же должны быть отличными.

Для того, чтобы проверить данный постулат, авторы новой работы создали аналоги атомов водорода с более существенным различием в массе. Чтобы получить эти атомы физики воспользовались мюонами - частицами, в 207 раз тяжелейшими от электрона, но которые обладают подобными свойствами.

Для получения более легкой версии «псевдоводорода», ученым пришлось заменить протон в атомах протия на положительно заряженный мюон, масса которого составляет около 11 процентов массы протона. Ранее другим группам исследователей уже удавалось получать подобные частицы. Тяжелый вариант получили при помощи замены на мюон одного из электронов атома гелия, в котором содержится два протона, два нейтрона и два электрона. В связи с тем, что мюон тяжелее электрона, он обращается, маскируя положительный заряд одного из протонов, ближе к ядру атома гелия. В результате «ядро» тяжёлого «псевдоводорода» оказалось составленным из двух протонов, двух нейтронов и мюона. Вокруг «ядра» обращается оставшийся электрон, в связи с чем структурно созданная частица подобна водороду, а её масса - в четыре раза больше.

Исследователями показано, что изменение свойств, созданных «псевдоводородов», которые, если считаться с постулатами квантовой механики, должны зависеть от массы, точно согласуется с теоретическими предсказаниями. Данной работой физики проверили, каким образом будут изменяться параметры так называемой реакции замещения H + H2 = H2 + H, где H - обозначение элемента водорода.