17.6 KB · ⇊ 6 parts · ⤓ Micron 17.6 KB · ⤓ HTML 44.0 KB

top

Il mwdqmuone (dalla lettera mwdggreca mwdwμ) è una mweaparticella elementare con mweqcarica elettrica negativa e mwegspin pari a 1/2; avendo spin semiintero, appartiene alla famiglia dei mwewfermioni.cite-ref-3[3]

Nel mwgqmodello standard appartiene, come l'mwggelettrone, il mwgwtauone e i mwhaneutrini, al gruppo dei mwhqleptoni.cite-ref-4[4] Storicamente fu catalogato come mwigmesone con il termine di "mesone mu". È indicato con il simbolo mwiwμ− (mentre la sua mwjaantiparticella, l'mwjqantimuone, è indicato con il simbolo mwjgμ+).

Il muone è il secondo nel gruppo dei leptoni carichi e ha una mwkamassa a riposo di 105,7 MeV/mwkqcmwkg2, circa 207 volte la massa dell'elettrone, ma circa 1/17 di quella del tauone. Dal momento che le sue interazioni sono simili, può essere pensato come un elettrone pesante. Tuttavia, per via della mwkwmassa molto maggiore, i muoni subiscono un'accelerazione meno intensa quando incontrano un mwlacampo elettromagnetico e, quando vengono rallentati, emettono una radiazione di mwlqbremsstrahlung di minore intensità; emettendo meno energia come radiazione, risultano di conseguenza più penetranti (anche più dei raggi X) e possono attraversare chilometri di rocce e per questo hanno applicazioni anche in mwlggeologia.cite-ref-5[5]cite-ref-6[6]

Il muone ha una vita media di 2,2mwoa µs, ben maggiore di quella del tauone (~3×10mwoq−13mwog s).

La sua antiparticella, il muone positivo mwpaμ+, è la particella che funge da mwpqnucleo nell'mwpgatomo esotico mwpwmuonio (mwqaμ+emwqq−).cite-ref-7[7]

Come nel caso di tutti i leptoni mwrwcarichi, esiste un mwsaneutrino muonico appartenente alla stessa generazione, indicato con νmwsqμ.

• Storia

• Sorgenti di muoni

• Decadimento del muone

• Atomi muonici

• Note

• Bibliografia

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

I muoni furono scoperti da mwtqCarl David Anderson e dal suo studente mwtgSeth Neddermeyer nel mwtw1936: mentre studiavano i mwuaraggi cosmici essi notarono che, nell'attraversare un mwuqcampo magnetico, alcune particelle deviavano la propria traiettoria in maniera diversa dagli elettroni e da altre particelle note; in particolare, venivano deflesse con una curvatura minore rispetto agli elettroni, ma maggiore rispetto ai mwugprotoni. Si assunse che la carica di queste nuove particelle fosse identica a quella dell'elettrone e, per giustificarne la differente deflessione, si ritenne che avessero una massa intermedia (un valore compreso tra la massa del protone e dell'elettrone).

Per questa ragione, Anderson e Neddermayer chiamarono la nuova particella mwvamesotrone, adottando il prefisso mwvqmeso-, dal greco mwvgintermedio. Di lì a poco furono scoperte nuove particelle con massa intermedia e per indicarle fu usato il termine mwvwmesone. Per distinguere tra i vari mesoni, il mesotrone fu ribattezzato mwwamesone mu (con la lettera greca mwwqμ (mwwgmu) utilizzata per ricordare il suono della lettera mwwwm).

Tuttavia, si scoprì che il mesone mu differiva significativamente dagli altri mesoni; per esempio, dal suo decadimento sono emessi un mwxqneutrino e un mwxgantineutrino, piuttosto che l'uno o l'altro, come osservato per gli altri mesoni. Si comprese in seguito come gli altri mesoni fossero mwxwadroni, cioè particelle composte da mwyaquark, soggette dunque alla mwyqforza nucleare forte. Nel modello dei quark, ogni mesone è composto da due quark. Si determinò, con un esperimento realizzato nel 1945 da mwygOreste Piccioni, mwywEttore Pancini e mwzaMarcello Conversi, che i mesoni mu erano particelle prive di interazioni nucleari e quindi più simili all'elettrone (leptoni). Si determinò dunque che i mesoni mu non erano affatto mwzqmesoni (nel nuovo senso del termine), e così il termine mwzgmesone fu rimpiazzato da mwzwmuone.

La maggior parte dei muoni che raggiungono la Terra è prodotta dai mwagraggi cosmici: quando penetrano negli strati superiori dell'mwawatmosfera, generano mwbapioni, che a loro volta decadono in muoni e mwbqneutrini. I muoni così prodotti si muovono a grande velocità, sicché la loro vita media osservata dalla Terra è maggiore di quella osservata in un sistema nel quale essi sono in quiete, in accordo con la dilatazione mwbgtemporale prevista dalla mwbwteoria della relatività ristretta. Grazie a questo fenomeno, così come mostrato nell'mwcaesperimento di Bruno Rossi e David B. Hall del 1940, una frazione consistente dei muoni prodotti nell'alta atmosfera riesce a raggiungere la superficie terrestre prima di decadere, ed è possibile rilevarli al suolo. La medesima reazione è utilizzata dai fisici delle particelle per produrre fasci di muoni, come quello utilizzato per l'esperimento mwcqMuon g−2. La misura più precisa del momento magnetico del muone è stata ottenuta dal Brookhaven National Laboratorycite-ref-g-w-bennett-et-al-8-0[8].

I muoni sono, dopo gli elettroni, le particelle cariche più leggere e perciò ciascuno di essi può decadere soltanto in un elettrone e in altre particelle di carica complessiva nulla. Quasi tutte le volte, essi decadono in un elettrone, un antineutrino elettronico e in un neutrino muonico. Gli antimuoni decadono invece in un positrone, in un neutrino elettronico e in un antineutrino muonico.

mweg μ μ − − → → e − − + ν ν ¯ ¯ e + ν ν μ μ , μ μ + → → e + + ν ν e + ν ν ¯ ¯ μ μ {\displaystyle \mu ^{-}\to e^{-}+{\bar {\nu }}_{e}+\nu _{\mu },~~~\mu ^{+}\to e^{+}+\nu _{e}+{\bar {\nu }}_{\mu }} .

Raramente sono presenti anche un fotone e una coppia elettrone-positrone nel processo di decadimento.

Al laboratorio di ricerca internazionale situato a Villigen in Svizzera, Paul Scherrer Institute (PSI), è in corso d'opera l'esperimento MEG che ha come obiettivo di misurare la larghezza di decadimento del muone positivo in positrone e fotone che aprirebbe la strada allo studio di nuova fisica.

Il muone fu la seconda mwfwparticella elementare osservata che non entrasse a far parte della composizione degli mwgaatomi ordinari, dopo il positrone. I muoni negativi possono tuttavia formare mwgqatomi muonici sostituendosi agli elettroni negli ordinari atomi. Tale tipo di atomi risulta molto più piccolo del solito a causa della grande massa del muone stesso.

Un muone positivo, quando si mescola con la materia ordinaria, può formare, insieme ad un elettrone, un atomo di mwgwmuonio (Mu), in cui il muone funge da mwhanucleo. Tale sostanza, in verità, non rientra nella definizione formale di mwhqatomo chimico, sebbene ne condivida tutte le proprietà. La mwhgmassa ridotta del muonio, quindi il suo mwhwraggio di Bohr, è molto vicino a quello dell'mwiaidrogeno; quindi questo "atomo" dalla vita breve si comporta chimicamente (in prima approssimazione) come i suoi isotopi più pesanti, mwiqidrogeno, mwigdeuterio e mwiwtrizio.

cite-note-11. mwkgmwkwphysics.nist.gov, mwlahttps://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mmuc2mevmwlq Titolo mancante per url mwlgurl (aiuto).

cite-note-nakamura-2010-22. K. Nakamura et al. (mwnaParticle Data Group), J. Phys. G 37, 075021 (2010), URL: mwnqhttp://pdg.lbl.gov

cite-note-33. ↑ mwoqRichard M. Weiner, mwogmwowSpin-statistics-quantum number connection and supersymmetry, in mwpaPhysical Review D, vol.mwpq 87, n.mwpg 5, 4 marzo 2013, p.mwpw 055003, mwqaDOI:mwqq10.1103/PhysRevD.87.055003. mwqgURL consultato il 23 luglio 2024.

cite-note-44. ↑ mwrgmwrwmwsaLeptons, su mwsqhyperphysics.phy-astr.gsu.edu. mwsgURL consultato il 23 luglio 2024.

cite-note-55. ↑ mwtg(mwtwmwuaEN) mwuqmwugAbout Muon Particles and Muography – Muon Solutions, su mwuwmuon-solutions.com. mwvaURL consultato il 23 luglio 2024.

cite-note-66. ↑ mwwamwwqmwwgMuon Tomography | CMS Experiment, su mwwwcms.cern. mwxaURL consultato il 23 luglio 2024.

cite-note-77. ↑ mwya(mwyqmwygEN) Vernon W. Hughes, mwywmwzaMuonium, in Klaus Jungmann, Vernon W. Hughes, Gisbert zu Putlitz (a cura di), mwzqThe Future of Muon Physics, Springer, 1992, pp.mwzg 35-43, mwzwDOI:mw0a10.1007/978-3-642-77960-2_8. mw0qURL consultato il 23 luglio 2024.

cite-note-g-w-bennett-et-al-88. ↑ G.W. Bennett et al. , Phys. Rev.D73, 072003 (2006)

• S.H. Neddermeyer and C.D. Anderson, "Note on the Nature of Cosmic-Ray Particles", Phys. Rev. 51, 884-886 (1937). Testo integrale disponibile in PDF.

• Serway & Faughn, mw3qCollege Physics, Fourth Edition (Fort Worth TX: Saunders, 1995) pagina 841

• Emanuel Derman, mw3wMy Life As A Quant (Hoboken, NJ: Wiley, 2004) pp.mw4a 58–62.

• Marc Knecht; mw4gThe Anomalous Magnetic Moments of the Electron and the Muon, Poincaré Seminar (Paris, Oct. 12, 2002), published in: Duplantier, Bertrand; Rivasseau, Vincent (Eds.); mw4wPoincaré Seminar 2002, Progress in Mathematical Physics 30, Birkhäuser (2003) ISBN 3-7643-0579-7. Testo integrale disponibile in mw5qmw5gPostScript.

• mw6gEsperimento di Bruno Rossi e David B. Hall

• mw7aNeutrino muonico

• mw7gMuonio (fisica)

• mw8aFusione catalizzata da muoni

• mw8gLista delle particelle

• mw9aSupersimmetria

• mw9gMuografia

Altri progetti

• Wikizionario

• Wikimedia Commons

• Wikizionario contiene il lemma di dizionario «muone»

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su muone

• citereftreccani-muonemuone, in Treccani.it – Enciclopedie on line, Roma, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.