Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Мюон



План:


Введення

Мюон
Символ μ (μ -)
Маса 105,6583715 (35) МеВ [1]
Античастинка μ +
Класи лептон, ферміонів
Квантові числа
Електричний заряд -1
Спін 1/2
Ізотопічний спин -
Баріонна число 0
Дивність 0
Чарівність 0
Інші властивості
Час життя 2,19703 (4) 10 -6 c
Схема розпаду e ^ - + \ nu_ {\ mu} + \ bar {\ nu_e}
Кваркової складу немає

Мюон (від грецької букви μ , Що використовується для позначення) в стандартної моделі фізики елементарних частинок - нестійка елементарна частинка з негативним електричним зарядом і спіном 1/2. Разом з електроном, тау-лептон і нейтрино класифікується як частина лептонного сімейства фермионов. Як і всі фундаментальні частинки, мюон має античастинку із зарядом протилежного знаку, але з рівною масою і спіном: антімюон.

З історичних причин, мюони іноді згадуються як мю-мезони, хоча вони не є мезонами в сучасному поданні фізики елементарних частинок. Маса мюона в 207 разів більше маси електрона; з цієї причини мюон можна розглядати як надзвичайно важкий електрон. Мюони позначаються як μ - , А антімюони як μ + .

На Землі мюони реєструються в космічних променях, вони виникають в результаті розпаду заряджених півоній. Півонії створюються у верхніх шарах атмосфери первинними космічними променями і мають дуже короткий час розпаду - декілька наносекунд. Час життя мюонів теж мало - 2,2 мікросекунди. Однак мюони космічних променів мають швидкості, близькі до швидкості світла, так що через ефекту уповільнення часу спеціальної теорії відносності їх легко виявити біля поверхні Землі.

Як і у випадку інших заряджених лептонів, існує мюонне нейтрино, яке має той же аромат, що і мюон. Мюонні нейтрино позначаються як ν μ . Мюони майже завжди розпадаються в електрон, електронне антинейтрино і мюонне нейтрино; існують також більш рідкісні типи розпаду, коли виникає додатковий фотон або електрон-позитронна пара.

Фейнмановськие діаграма розпаду мюона

1. Мюонні атоми

Мюони були першими відкритими елементарними частинками, які не зустрічалися в звичайних атомах. Негативні мюони можуть, однак, формувати мюонні атоми, замінюючи електрони в звичайних атомах. Рішення рівняння Шредінгера для водородоподобного атома показує, що характерний розмір одержуваних хвильових функцій (тобто радіус Бора, якщо рішення проводиться для атома водню із звичним електроном) обернено пропорційний масі частинки рухається навколо атомного ядра. У силу того, що маса мюона більш ніж у двісті разів перевершує масу електрона, розмір отримуваної "мюонів атомної орбіталі "в стільки ж разів менше аналогічної електронної. В результаті, вже для ядер з зарядовим числом Z = 5-10 розміри мюонного хмари порівняти чи не більше ніж на порядок перевершують розміри ядра, і неточкового ядра починає чинити сильний вплив на вигляд хвильових функцій мюона. Як наслідок, вивчення їх енергетичного спектру (інакше кажучи, ліній поглинання мюонного атома) дозволяє "зазирнути" в ядро ​​і досліджувати його внутрішню структуру. Також малі розміри атомів дозволяють атомним ядрам сильно зблизитися і злитися, що використовується для здійснення термоядерного синтезу (див. мюонний каталіз).

Позитивний мюон, зупинений в звичайній матерії, може зв'язати електрон і сформувати мюонів (Mu) - атом, в якому мюон діє як ядро. Приведена маса мюонного і, отже, його Боровський радіус близькі до відповідних величинам для водню, внаслідок чого цей короткоживучий атом в першому наближенні поводиться в хімічних реакціях як надлегкий ізотоп водню.


2. Історія

Мюони були виявлені Карлом Андерсоном в 1936, під час дослідження космічних променів. Він виявив частинки, які при проходженні магнітного поля відхилялися в меншій мірі, ніж електрони, але більш різко, ніж протони. Було зроблено припущення, що їх електричний заряд був рівний заряду електрона, і для пояснення відмінності у відхиленні було необхідно, щоб ці частинки мали проміжну масу (лежачу десь між масою електрона і масою протона).

З цієї причини Андерсон спочатку назвав нову частку "мезотрони", використовуючи приставку "мезо-" (від грецького слова "проміжний"). Незабаром після цього були виявлені інші частинки проміжної маси і був прийнятий більш загальний термін мезон для позначення будь-якої такої частки. У зв'язку з необхідністю різних позначень для різних типів мезонів, мезотрони був перейменований в "мю-мезон" (від грецької букви "мю"). До того, як був відкритий пі-мезон, мюон вважався кандидатом на роль переносника сильної взаємодії, який був необхідний в незадовго до того розробленої теорії Юкави. Однак було виявлено, що мюон не вступає в сильні взаємодії, і деякий час (до відкриття пі-мезона) це поведінка мюона залишалося загадкою.

Незабаром виявилося, що мю-мезон значно відрізняється від інших мезонів (наприклад, його продукти розпаду включали нейтрино і антинейтрино, а не тільки або одне, або інше, що спостерігалося для інших мезонів). Таким чином, мю-мезони не були мезонами взагалі, і термін "мю-мезон" був замінений сучасним терміном "мюон".

В середині 1970 -х років, фізики-експериментатори, що працюють в ЦЕРНі, досліджували розсіювання нейтрино на протонної мішені. Згідно з тим, що було тоді відомо про слабку взаємодію, вони очікували, що зіткнення перетворить нейтрино в мюон, а протон в осколки. Вони з подивом виявили що в результаті такого зіткнення з'являються два мюона, негативний і позитивний.

Це викликало велику теоретичну дискусію, яка завершилася поясненням того, як з'являється позитивний мюон. Зіткнення нейтрино і протона виробляє не тільки протонні осколки і негативний мюон, але й зачарований кварк, який незабаром розпадається в дивний кварк, мюонне нейтрино і позитивний мюон.


Література

Примітки

  1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt - physics.nist.gov / cuu / Constants / Table / allascii.txt Fundamental Physical Constants --- Complete Listing
Елементарні частинки
Ферміон
Кварки u d c s t b
Лептони e - e + μ - μ + τ - τ + ν e ν e ν μ ν μ ν τ ν τ
Бозони
Калібрувальні бозони γ g W-бозон Z-бозон
Інші Духи
Гіпотетичні
Суперпартнери
Гейджіно Чарджіно Глюіно Гравітіно Нейтраліно
Інші Аксінья Хіггсіно Сферміон
Інші A 0 Ділатон G H 0 J Тахіон X X (4140)
Y W ' Z ' Стерильне нейтрино
Складові частки
Адрони
Баріони / Гіперонів Нуклони ( p p n n ) Δ Λ Σ Ξ Ω
Мезони / Кварконіі π ρ η η ' φ ω J / ψ Υ θ K B D T
Інші Атомні ядра Атоми Екзотичні атоми ( Позитронно Мюонів Кварконій) Молекули
Гіпотетичні
Екзотичні адрони
Екзотичні баріони Дібаріон Пентакварк
Екзотичні мезони Глюбол Тетракварк
Інші Мезони молекула Померон
Квазічастинки Солітон Давидова Екситон Біекситона Магнонов Фонон Плазмон Поляритон Полярон Прімесон Ротони Біротон Дірка Електрон Куперівська пара Орбітон Тріон Фазон Флуктуон Еніон Холон та спиноне
Списки Список частинок Список квазічастинок Список баріонів Список мезонів Історія відкриття частинок

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru