muone
muone
Particella elementare della famiglia dei leptoni con stessi numeri quantici dell’elettrone ma una massa 207 volte maggiore (pari a 105,6 MeV). Si distingue tra il muone μ−, con carica elettrica negativa, e il muone μ+, con carica elettrica positiva, che rappresenta la sua antiparticella. Il muone fu scoperto nei raggi cosmici nel 1937 da Carl Anderson e Seth Neddermayer, che riuscirono a fotografarlo facendo uso di una camera a nebbia. Inizialmente si pensava che il muone fosse un mesone mediatore della forza nucleare forte (prevista da Hideki Yukawa), ma la sua interazione con i nucleoni nei nuclei è talmente piccola che non può spiegare tale tipo di forza, cosicché la moderna teoria delle particelle elementari non lo considera più un mesone. La maggior parte dei muoni individuabili proviene dai raggi cosmici, per decadimento dei pioni creati dall’impatto con l’atmosfera. I muoni possono essere rilevati da camere muoniche, basate sugli stessi principi dei calorimetri adronici. Molti esperimenti di fisica delle alte energie impiegano tali rilevatori per misurare muoni ad alta energia che attraversano l’intero rilevatore, differenziando così le proprie tracce da quelle di altre particelle. Sebbene il muone non compaia negli atomi ordinari può tuttavia formare atomi muonici sostituendosi agli elettroni negli atomi ordinari. Un atomo muonico si forma di solito quando un muone μ− viene catturato in uno dei gusci atomici esterni. La particella μ− compie allora una transizione allo stato fondamentale con emissione di elettroni per effetto Auger. Data la massa ca. 200 volte maggiore rispetto a quella dell’elettrone, il raggio di un’orbita muonica risulta altrettanto minore di quella dell’elettrone e l’influenza del nucleo risulta pertanto amplificata. Ciò rende possibile una migliore investigazione delle proprietà nucleari dell’atomo. Un muone positivo μ+ mescolato alla materia ordinaria può dar vita, insieme a un elettrone, a un atomo esotico, detto muonio. In tale atomo il muone rappresenta il nucleo atomico.
→ Elettrodinamica quantistica: verifiche sperimentali; Particelle elementari