Już w połowie XX wieku naukowcy odkryli, że oprócz klasycznych atomów istnieją także takie, które składają się jedynie z pozbawionych struktury elektronów, mionów, taonów i odpowiadających im antycząstek. Składowe elementy takich atomów związane są ze sobą jedynie oddziaływaniami elektromagnetycznymi. W ciągu zaledwie kilku lat naukowcom udało się odkryć pozytonium, czyli stan związany elektronu i pozytonu oraz mionium — stan związany elektronu i antymionu. Od tego czasu jednak, przez ponad sześć dekad badaczom nie udało się znaleźć żadnego innego atomu egzotycznego, jak nazywa się takie twory. Nie zmienia to jednak faktu, że badacze podejrzewają, iż możliwe będzie odkrycie nowych atomów tego typu w promieniach kosmicznych, czy też w akceleratorach cząstek.
W najnowszej pracy naukowcy przekonują, że jesteśmy u progu odkrycia nowego atomu egzotycznego składającego się z taonu i antytaonu.
Skala wyzwania stojącego przed badaczami starającymi się odkryć taki atom taonium jest jednak przeogromna.
Promień Bohra takiego atomu wynosi zaledwie 30,4 femtometrów, czyli zaledwie 0,057 proc. promienia Bohra atomu wodoru.
Czytaj także: Naukowcy zajrzeli do wnętrza protonu. Jego masa nie wypełnia jego rozmiarów
Z drugiej jednak strony odkrycie i zidentyfikowanie atomu taonium, właśnie dzięki jego rozmiarom umożliwiłoby testowanie podstawowych praw mechaniki kwantowej w najmniejszej skali. Badacze wskazują, że byłoby to otwarcie wrót do badania materii w najmniejszej skali.
W swojej pracy opublikowanej w periodyku Science Bulletin naukowcy opisali nowy sposób poszukiwania taonium. Do znalezienia takiego atomu egzotycznego konieczne byłoby przyjrzenie się procesowi wytwarzania par taonów w zderzeniu elektronu i pozytonu.
Czytaj także: Fizycy rzucili pojedynczym atomem, a potem go złapali laserami. To ważne osiągnięcie
Naukowcy przekonują, że dane z takich eksperymentów mogłyby dostarczyć także innych wartościowych informacji. Wszystko bowiem wskazuje na to, że możliwe byłoby określenie masy leptonu tau z dokładnością do 1 kiloelektronowolta, czyli z dokładnością niemal stukrotnie większą od wszystkich obecnych eksperymentów tego typu. To niezwykle cenne dane dla wszystkich fizyków zajmujących się testowaniem teorii elektrosłabych uwzględnionych w Modelu Standardowym.
Na odkrycie taonium być może wcale nie będziemy musieli czekać tak długo, jak się wydaje. Jakby nie patrzeć, zarówno w Chinach, jak i w Rosji powstają specjalne laboratoria, których zadaniem będzie poszukiwanie najmniejszych i najcięższych atomów egzotycznych utrzymywanych przez oddziaływania elektromagnetyczne. Szacunki wskazują, że po uruchomieniu tych obiektów, taonium powinno dać się odkryć w ciągu roku.
