Müon

A müon az elektron nagyjából 200-szor nehezebb „testvére" a második részecskecsaládból. Elemi részecske, azon belül a leptonok közé soroljuk.

A müon bomlásának Feynman-gráfja. A müon elbomlik egy müon-neutrínóra és egy virtuális W-bozonra, ez utóbbi tovább bomlik egy elektronra és egy anti-elektronneutrínóra.

A müon adatai (CODATA szerint)

Töltés	-e = -1,602 176 462(63)⋅10−19 C
Nyugalmi tömeg	1,883 531 40(33) ⋅10−28 kg = 207·me
Nyugalmi energia	105,658 3692(94) MeV MeV = 1,692 833 60(29) ⋅10−11 J
Mágneses momentum	4,490 447 99(40)⋅10−26 J T−1
Spin	1/2 (fermion)
Élettartam	2,2 · 10−6 s
g-faktor	-2,002 331 8396(12)

Bomlása:

$\mu ^{-}\rightarrow e^{-}+\nu _{\mu }+{\bar {\nu }}_{e}$

müon → elektron + müonneutrínó + antielektronneutrínó

$\mu ^{+}\rightarrow e^{+}+{\bar {\nu }}_{\mu }+\nu _{e}$

antimüon → pozitron + antimüonneutrínó + elektronneutrínó

Müonos atomok

A müon volt az első olyan elemi részecske, amely nem volt megtalálható a közönséges atomban. A negatív müonok mégis helyettesíteni tudják az elektronokat a közönséges atomokban, úgynevezett müonos atomokat hozva létre. Ezek az atomok viszont kisebbek, mint a nekik megfelelő elektronos atomok, mivel a perdületmegmaradás értelmében a nehezebb müonnak közelebb kell keringenie az atommaghoz, mint a könnyebb elektronnak.

A pozitív müon, ha megáll a közönséges anyagban, képes összekapcsolódni egy elektronnal, és müóniumot (Mu) hoz létre, melyben a müon játssza el az atommag szerepét.

Története

1937-ben Carl David Anderson, Neddermeyer, Street és Stevenson fedezte fel a kozmikus sugárzásban.

Az a tény, hogy a kozmikus sugárzásban keletkező müon rövid élettartama ellenére is eléri a földfelszínt, a speciális relativitáselmélet által megjósolt idődilatáció egyik bizonyítéka. A tengerszinten átlagosan 200 müont lehet mérni négyzetméterenként és másodpercenként Németországban. (Valószínűleg nálunk is hasonló érték lehet.)

A Fermilab által irányított Muon g - 2 kísérlet 2021-ben publikált eredményei megerősítették, hogy a müon mágneses momentumának értéke nem összeegyeztethető a részecskefizika jelenleg elfogadott standard modelljével. Egyelőre nem világos, hogy milyen elmélet magyarázhatná meg az eltérést.