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Um átomo exótico é definido como um átomo normal em que uma ou mais partículas sub-atômicas foram substituídas por outras partículas de mesma carga.
Exemplos: um átomo hadrônico é aquele em que um elétron é substituído por um hádron de carga negativa, como um méson ka, um méson pi ou um antielétron.
Como estas partículas são instáveis ou interagem com o núcleo, os átomos exóticos são instáveis, apresentando meia-vida pequena. Apesar disso, alguns átomos exóticos formam moléculas (instáveis).