Группа ученых физиков создала сверхтяжёлые и сверхлёгкие «изотопы» водорода с целью изучения изменения скорости в реакции замещения при использовании таких атомов.

Самый распространенный “аналог” водорода – протий, его атом состоит из одного протона и одного электрона. У дейтерия и трития ядра, соответственно, больше на один и два нейтрона. Ученые хотели доказать, что из-за разной массы некоторые свойства изотопов должны отличаться. Для этого они использовали мюоны - частицы, похожие на электроны, но тяжелее их в 200 раз.

Более легкий изотоп “мюоний” создали при замещении протона в атоме водорода на положительно заряженный мюон, который в 10 раз легче протона. А более тяжелый изотоп водорода исследователи получили на основе гелия, заменив один из двух его электронов на отрицательно заряженный мюон. Мюон располагается ближе к ядру гелия, которое состоит из двух протонов и двух нейтронов, и перекрывает заряд одного из протонов. Из-за этого атом становится похож на водород, а в его «ядре» находятся четыре исходные частицы и мюон, но он тяжелее настоящего водорода в 4 раза.

Эксперименты доказали, что изменения массы "псевдоводородов" изменяют их свойства. В частности, проверялась теория на простейшей реакции замещения H + H2 = H2 + H. В скором времени ученые планируют также исследовать более сложную реакцию замещения H + CH4.