Полые атомы (открытые в 1990 году французской группой исследователей под руководством Жана-Пьера Бриана) представляют собой короткоживущие многократно возбужденные нейтральные атомы , которые несут большую часть своих Z-электронов (Z... заряд ядра снаряда) на высоких n-уровнях, в то время как внутренние оболочки остаются (временно) пустыми. Полые атомы представляют собой экзотические виды атомов, все или большинство электронов которых находятся в возбужденных состояниях, в то время как самые внутренние оболочки пусты. [1] Эти виды атомов были впервые обнаружены при взаимодействии высокозаряженных ионов с поверхностями. [2] инверсия населенностей возникает обычно в течение 100 фемтосекунд при взаимодействии медленного высокозаряженного иона (HCI) с твердой поверхностью .
Несмотря на это ограниченное время жизни, образование и распад полого атома можно удобно изучать с помощью выброшенных электронов и мягкого рентгеновского излучения , а также траекторий, потери энергии и конечного распределения зарядового состояния рассеянных поверхностью снарядов. При воздействии на поверхности изоляторов потенциальная энергия, содержащаяся в полом атоме, может также вызывать высвобождение целевых атомов и -ионов посредством распыления потенциала и образования наноструктур на поверхности.