Некоторые вопросы физики экзотических атомов

Дан обзор современного состояния физики экзотических атомов. Анализируются проблемы аномальной ширины $2\mathrm p$-состояния каонного гелия, а также схемы экспериментов по проверке $CPT$-инвариантности для антиводорода. Обсуждаются результаты исследований по проблеме метастабильности антипротонов (а также $\pi^-,\mu^-,K^-\Sigma^-,\dots$) в гелии. Известная модель Кондо сравнивается с ионной моделью. В последнем случае после торможения $\bar{\mathrm p}$ в гелии образуется ион $(\bar{\mathrm p}\alpha\mathrm e\mathrm e)$ – “ионкула” (“ioncule”). Один из электронов “ионкулы” является слабосвязанным и, находясь на одном из ефимовских уровней, движется по орбите радиуса $\sim20$ a.e. в поле нейтральной “атомкулы” $(\bar{\mathrm p}\alpha\mathrm e)$, удерживаемый заряд-дипольным взаимодействием. Время жизни “ионкулы” велико ($\ge 10^{-5}$ c), а частоты $\omega$ колебательно-вращательных переходов антипротона практически не отличаются от таковых для “атомкулы” ($\Delta\omega/\omega\sim10^{-5}$–$10^{-6}$), что согласуется с лазерно-спектроскопическими экспериментами. Рассчитанные в рамках ионной модели сечения тушения метастабильных состояний атомами или молекулами примесей, содержащихся в гелии, близки к экспериментальным данным, тогда как модель Кондо, основанная на “атомкуле”, дает величины, на $3$–$4$ порядка меньшие сечения. Ионная модель согласуется и с другими экспериментами. Рассмотрены опыты по ее прямой проверке. Дана новая интерпретация экспериментов группы Заваттини по измерению величины $2\mathrm s$–$2\mathrm p$-расщепления в мюонном гелии на основе метода лазерной спектроскопии.