وقتی ذرات با بار منفی و جرم سنگین تر از جرم الکترون و... وارد محیط مادی شوند، به تدریج کند شده و جانشین الکترون های اتمی می شوند و به این ترتیب اتم های جدیدی به نام اتم های اگزوتیک تشکیل می شود. این اتم ها در مراحل اولیه تشکیل خود، به شدت برانگیخته هستند و برای رسیدن به حالت های مقید تر، فرایند هایی را طی می کنند که مجموعه ی آنها را فرایند های آبشاری می نامند. علی رغم مطالعات نظری و تجربی فراوان انجام شده، سینماتیک فرایندها به طور کامل درک نشده است و این در حالی است که نسل جدیدی از آزمایش ها به حل مسائلی مربوط می شود که نیاز به دانش بیشتری در مورد فرایند های آبشاری دارند. اتم کائونیک هلیوم با متوقف کردن کائون در محیط هلیوم تشکیل می شود. محاسبات انجام شده در مورد فرایند های آبشاری این اتم به علت پیچیدگی های فراوان غالبا با استفاده از تقریبهای نیمه کلاسیک و فرض های ساده کننده زیادی انجام شده است. در این پایان نامه آهنگ تعدادی از فرایند های آبشاری برای این اتم ها با استفاده از روش های صرفا کوانتومی و تا حد ممکن دقیق، محاسبه شده است. نتایج این محاسبات در کار همزمان دیگری برای محاسبه ی کمیت هایی نظیر بهره اشعه ی x ، درصد جذب کائون در ترازهای مختلف و... مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین در کار حاضر وجوه مختلف گذارهای آبشاری در اتم های کائونیک هلیوم نسبت به اتم های kp و kd مورد بررسی قرار گرفته است.