Мюон
Масса, mμc2
105.68583692 ±0.000094
Электрический заряд, Кулон
−(1.60217653 ±0.00000014) 10−19
Спин J, =
1
2
Магнитный момент, e=
2mμc
1.0011659203 ±0.0000000007
Время жизни τ, сек
(2.19703 ±0.00004) 10−6
Лептонные числа Lμ = +1, Le = 0, Lτ = 0
μ− → e− +νe +νμ μ+ → e+ +νe +νμ
Мюон
Мюон имеет полное сходство с электроном, за исключением его массы. Мюон имеет массу в 200 раз больше массы электрона. Отрицательно заряженный мюон может образовывать связанные состояния с протоном. При этом образуется связанная система подобная атому водорода - мезоатом. Однако энергия связи в мезоатоме оказывается в 200 раз больше, а радиус основного состояния такого атома оказывается в 200 раз меньше. В тяжёлых ядрах радиус мезоатома сравним с радиусом ядра.
Измерения спектров мезоатомов позволяют получить информацию о форме атомного ядра.
Мезоводород может присоединить ещё один протон и образовать мюонный положительный ион молекулы водорода. В этой молекуле ядра водорода находятся столь близко друг к другу, что может произойти реакция синтеза (мюонный катализ). Однако практическая реализация этой возможности сильно ограничена малым временем жизни мюона (≈10−6 с)
Мюонное нейтрино
Мюонные нейтрино образовывались в результате
распада π+, π- |
- мезонов. |
|
− |
|
− |
|
|||
π |
+ |
→ μ |
+ |
+νμ |
π |
→ μ |
|||
|
|
|
|
+νμ |
|||||
Мюонные нейтрино детектировались в искровых камерах по результатам их взаимодействия с протонами и нейтронами вещества искровых камер.
ν μ + p → μ+ + n |
ν μ + p →e+ + n |
νμ + n → μ− + p |
νμ + n →e− + p |
В искровых камерах наблюдались только положительно и отрицательно заряженные мюоны. Не было зарегестрировано ни одного случая образования электронов или позитронов.
Мюонное нейтрино (1)
После экспериментов Райнеса и Коэна по наблюдению антинейтрино, образующихся при β-распаде, существование этой частицы сомнения не вызывало. Однако были обнаружены нейтрино, образующиеся и в других процессах, и, в
частности, при распаде π-мезонов. Поэтому
возник вопрос: тождественны ли нейтрино,
образующееся при распаде π-мезонов, и
нейтрино, образующееся при β-распаде? В опытах Л. Ледермана, М. Шварца и Дж. Стейнбергера в 1962 году было показано, что нейтрино, образующиеся при распаде π-мезона, отличается от электронных. Нейтрино, образующиеся при распаде π-
мезона, были названы мюонными нейтрино, т.к. они всегда образуются совместно с мюоном.
В результате взаимодействия пучка протонов с энергией 15 ГэВ с бериллиевой мишенью в большом количестве образуются вторичные π+ и π- мезоны. Информация об образовании π+ и π--
мезонов поступала с черенковского счетчика. Мюонные нейтрино образовывались в результате последующего распада π+ и π--мезонов.
π+ →μ+ +νμ π− →μ− +νμ