走进奇异原子世界，它为何能引发新的物理学，甚至促使能源突破？( 二 ) 自然界中的原子只包含三种亚

这项技术可以通过与量子电动力学（QED）的理论结果相比较，确定π介子以及μ介子反中微子的精确质量。基于这些测量，新的“第五种”力也可以被限制，从而限制了新的物理学。
这一切都归结于光谱学的魔力，我们用同样的技术来探测遥远的恒星。
光谱学使，甚至科学家能够研究原子在不同频率的光下发生的跃迁。你可以把原子想象成一个小机器，一个原子核在中心，电子围绕着它运行。由于原子是如此之小，电子是离域的（delocalised），这意味着它们以概率云的形式出现在原子周围。量子力学的另一个特征是，电子只能在特定的能量水平上生存。它们可以处于基态，占据最低能级，也可以处于较高能级。有多个电子的原子在每一层只能有一定数量的电子。
原子只有在与电子所能占据的能级相匹配的频率下才能吸收光子。这些频率是原子的光谱的一部分。当正确频率的光照射到原子时，电子会吸收能量并变得活跃。其后，它将衰变回其基态，并以特定频率的光的形式释放能量。不同的元素有不同的吸收光的光谱。这就是我们如何知道恒星是由什么组成的。
下显示了这个过程，光子撞击电子，使它“加速”到下一个水平，就像火箭加速一样。

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这张图片很好理解，但却是错误的。真正过程一定比这更神秘。电子云只是吸收了能量并跳到下一级。在不涉及数学的情况下，下面一张更好的图片：

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光子导致电子瞬间跳到一个更高的层次。
发射光谱与吸收相反。在这种情况下，一个原子以某种方式被激发，然后以特定频率的光释放能量。这就是激光是如何产生的。

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我们用激光光谱学测量的几乎所有东西都涉及普通原子，而不是π介子原子，众所周知，能级是基于对电子的精确测量和理论预测。相比之下， π介子是由夸克组成的，与质子和中子的共享比电子多得多。此外，它们是由夸克和反夸克组成的，所以它们也包含反物质。
激光光谱学研究两个能级，有时被称为电子或π介子的主量子数，用符号n表示，以及角动量子数，用符号l表示。从一个主能级和角动量对(n,l)到另一个的跃迁被观察到在一个特定的光频率激发。占据n= 15-16附近高位置的π介子寿命更长。
寿命为皮秒的原子被称为“俄歇”原子，寿命为10纳秒的原子被称为亚稳态原子。
俄歇效应（The Auger effect）是由被称为原子弹之母的利斯-迈特纳（Lise Meitner）在1922年发现的，指的是当内部空位被填充时从原子中发射电子。从本质上讲，有东西撞击原子导致一个内部电子被射出，另一个电子填补空缺，释放其能量，然后一个外部电子，称为俄歇电子，被射出。

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维基百科
【走进奇异原子世界，它为何能引发新的物理学，甚至促使能源突破？】这个俄歇过程，当应用于π介子时，导致它们迅速下降到原子核中，在那里它们导致原子核发生裂变。这发生在一万亿分之一秒内。然而，在亚稳状态下，这种情况不会发生，它需要数千倍的时间让π介子落进去。