Muone

Muone
ClassificazioneParticella elementare
FamigliaFermioni
GruppoLeptoni
GenerazioneSeconda
InterazioniElettromagnetica, gravitazionale, debole
Simboloμ
AntiparticellaAntimuone (μ+)
ScopertaCarl D. Anderson, Seth Neddermeyer (1936)
Proprietà fisiche
Massa105,658 3755(23) MeV/c2[1]
Vita media2,197034(21)×10−6 s[2]
Prodotti di decadimentoe + νe + νμ (più comune)
Carica elettrica−1 e
Carica di coloreNo
Spin½

Il muone (dalla lettera greca μ) è una particella elementare con carica elettrica negativa e spin pari a 1/2; avendo spin semiintero, appartiene alla famiglia dei fermioni.[3]

Nel modello standard appartiene, come l'elettrone, il tauone e i neutrini, al gruppo dei leptoni.[4] Storicamente fu catalogato come mesone con il termine di "mesone mu". È indicato con il simbolo μ (mentre la sua antiparticella, l'antimuone, è indicato con il simbolo μ+).

Il muone è il secondo nel gruppo dei leptoni carichi e ha una massa a riposo di 105,7 MeV/c2, 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 massa molto maggiore, i muoni subiscono un'accelerazione meno intensa quando incontrano un campo elettromagnetico e, quando vengono rallentati, emettono una radiazione di bremsstrahlung 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 geologia.[5][6]

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

La sua antiparticella, il muone positivo μ+, è la particella che funge da nucleo nell'atomo esotico muonio (μ+e).[7]

Come nel caso di tutti i leptoni carichi, esiste un neutrino muonico appartenente alla stessa generazione, indicato con νμ.

  1. ^ https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mmuc2mev
  2. ^ K. Nakamura et al. (Particle Data Group), J. Phys. G 37, 075021 (2010), URL: http://pdg.lbl.gov
  3. ^ Richard M. Weiner, Spin-statistics-quantum number connection and supersymmetry, in Physical Review D, vol. 87, n. 5, 4 marzo 2013, pp. 055003, DOI:10.1103/PhysRevD.87.055003. URL consultato il 23 luglio 2024.
  4. ^ Leptons, su hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. URL consultato il 23 luglio 2024.
  5. ^ (EN) About Muon Particles and Muography – Muon Solutions, su muon-solutions.com. URL consultato il 23 luglio 2024.
  6. ^ Muon Tomography | CMS Experiment, su cms.cern. URL consultato il 23 luglio 2024.
  7. ^ (EN) Vernon W. Hughes, Muonium, in Klaus Jungmann, Vernon W. Hughes, Gisbert zu Putlitz (a cura di), The Future of Muon Physics, Springer, 1992, pp. 35–43, DOI:10.1007/978-3-642-77960-2_8. URL consultato il 23 luglio 2024.

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