Мюоний

Мюо́ний

Частица, состоящая из положительного мюона (См. Мюоны) (μ⁺) и Электрона (е^-). Обозначается μ⁺е^- или Mu. Гипотеза о существовании М. была вы двинута в 1957 одновременно Л. Д. Ландау и А. Саламом (См. Меримде-Бени-Саламе). Строение М. аналогично атому водорода, от которого М. отличается заменой протона на μ⁺. М. образуется при торможении μ⁺ в веществе. При этом μ⁺ присоединяет к себе электрон из оболочки атома, а атом становится положительным ионом. Например, μ⁺ + Xe → μ⁺е^- + Xe⁺. Время жизни М. τ = 2,2․10^-6 сек; оно определяется временем жизни μ⁺.

Поскольку μ⁺ и е^- обладают собственными магнитными моментами (Спинами), то в М. их спины могут быть направлены либо параллельно, либо антипараллельно друг другу. Энергия двух таких состояний различается на величину ~ 2․10^-5 эв и между ними возможны квантовые переходы с излучением электромагнитных волн частотой 4463,16 Мгц. Наблюдение этих переходов и сравнение измеренной частоты излучения с теоретически предсказываемой является одним из самых точных методов проверки уравнений квантовой электродинамики.

Три четверти атомов М. образуется в состоянии с параллельными спинами μ⁺ и е^-. Магнитный момент этих атомов М. примерно в 200 раз превышает магнитный момент μ⁺ мезона, а частота прецессии такой системы в магнитном поле в 100 раз превышает частоту прецессии свободного μ⁺. С такой же частотой меняется направление вылета позитронов, образующихся при распаде μ⁺, входящего в состав М. (μ⁺ → e⁺ + ν_e + v̅_μ). Это явление используют для наблюдения М. и исследования различных химических реакций с участием водорода. Так как М. можно рассматривать как лёгкий изотоп водорода, то в таких исследованиях он играет роль «меченого» атома водорода, за движением которого можно следить, наблюдая прецессию его спина в магнитном поле. Если М., подобно атому водорода, вступает в химическую реакцию, то связь между спинами мюона μ⁺ и электрона е^- «разрывается» и вместо частоты прецессии М. наблюдается частота прецессии свободного μ⁺. Таким способом удалось измерить скорости протекания многих химических реакций атомарного водорода с различными веществами.

Лит.: Хьюз В., Мюоний, «Успехи физических наук», 1968, т. 95, в. 3; Гольданский В. И., Фирсов В. Г., Химия новых атомов, «Успехи химии», 1971, т. 40, в. 8.

Л. И. Пономарёв.