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 。
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：
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 。
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(nl)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 。
- 维基百科
在亚稳态下 ， 由于π介子处于高能轨道上 ， 俄歇效应被大大降低 。 你可以把这想象成一艘宇宙飞船 ， 处于围绕一个星球的很高的轨道上 ， 需要一段时间才能撞上它 。
对π介子原子的研究可能导致对非微扰量子色动力学（QCD）的最严格的测试之一 ， 即π介子和原子核之间通过强力的相互作用 。 任何差异都可能导致新的物理学诞生 。 即使是现在 ， 实验也在推动理论计算的边界 ， 并将QCD带到一个全新的验证水平 。
这种水平的精确性可以将物理学完全带入新的方向 ， 因为对强核力的理解远不如对电磁学的理解 。 它甚至可能导致新的、基于强力或弱力基础能源的突破 。 奇异原子是我们全面了解原子性质的一个关键组成部分 。
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