Geben Sie ein Wort oder eine Phrase in einer beliebigen Sprache ein 👆
Sprache:
Übersetzung und Analyse von Wörtern durch künstliche Intelligenz ChatGPT
Auf dieser Seite erhalten Sie eine detaillierte Analyse eines Wortes oder einer Phrase mithilfe der besten heute verfügbaren Technologie der künstlichen Intelligenz:
- wie das Wort verwendet wird
- Häufigkeit der Nutzung
- es wird häufiger in mündlicher oder schriftlicher Rede verwendet
- Wortübersetzungsoptionen
- Anwendungsbeispiele (mehrere Phrasen mit Übersetzung)
- Etymologie
Was (wer) ist Мюоны - definition
ЭЛЕМЕНТАРНАЯ ЧАСТИЦА С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ЗАРЯДОМ
Мю мезон; Мю-мезон; Мю-мезоны; Мюоны; Антимюон; Μ-мезон; Мюонная томография
![космической частицей]] (протоном)](https://commons.wikimedia.org/wiki/Special:FilePath/AirShower.svg?width=200 "космической частицей]] (протоном)")
![CMS]]](https://commons.wikimedia.org/wiki/Special:FilePath/CMS muon chambers.jpg?width=200 "CMS]]")
Мюоны
(старое название - μ-мезоны)
нестабильные Элементарные частицы со Спином 1/2, временем жизни 2,2․10-6 сек и массой, приблизительно в 207 раз превышающей массу электрона. Существуют положительно заряженные (μ+) и отрицательно заряженные (μ-) М., являющиеся частицей и античастицей (См. Античастицы) по отношению друг к другу. М. относятся к классу лептонов (См. Лептоны), т. е. участвуют в электромагнитных и слабых взаимодействиях (См. Слабые взаимодействия) и не участвуют в сильных взаимодействиях (См. Сильные взаимодействия).
Открытие мюонов и их источники. М. были впервые обнаружены в космических лучах (См. Космические лучи) в 1936 американскими физиками К. Андерсоном и С. Неддермейером. Сначала М. пытались отождествить с частицей, которая, согласно гипотезе японского физика Х. Юкавы (См. Юкава), является переносчиком ядерных сил. Однако такая частица должна была интенсивно взаимодействовать с атомными ядрами, тогда как опытные данные показывали, что М. слабо взаимодействует с веществом. Этот "парадокс" был разрешён в 1947 после открытия пи-мезона (См. Пи-мезоны) (π), обладающего свойствами частицы, предсказанной Юкавой, и распадающегося на М. и Нейтрино.
Основным источником М. в космических лучах и на ускорителях заряженных частиц (См. Ускорители заряженных частиц) высоких энергий является распад π-мезонов (пионов), а также К-мезонов (См. К-мезоны) (каонов), интенсивно рождающихся при столкновениях сильно взаимодействующих частиц (адронов), например протонов (р) с ядрами:
π+(K+) → μ+ + νμ, (1, а)
(здесь νμ, v̅μ - мюонные нейтрино и антинейтрино). Др. источники М. - рождение пар μ+μ- фотонами (γ) высоких энергий, электромагнитные распады мезонов типа ρ → μ+ + μ-, так называемые лептонные распады гиперонов (См. Гипероны), например Λ° → р + μ + νμ и т. д. - играют, как правило, значительно меньшую роль.
В космических лучах на уровне моря М. образуют основную компоненту (Мюоны80\%) всех частиц космического излучения. На современных ускорителях заряженных частиц высокой энергии получают пучки М. с интенсивностью 105-106 частиц в сек.
Спин νμ, возникающего при распадах (1, а), ориентирован против направления своего импульса, а спин v̅μ от распадов (1, б) - по направлению импульса. Отсюда на основании законов сохранения импульса и момента количества движения следует, что спин μ+, рождающегося при распаде покоящихся π+ или К+, направлен против его импульса, а спин μ- - в направлении импульса (см. рис.).
Поэтому М. в зависимости от кинематических условий их образования и энергетического спектра пионов и каонов оказываются частично (или полностью) поляризованными в направлении импульса (μ-) или против него (μ+).
Взаимодействие мюонов. Слабые взаимодействия М. вызывают их распад по схеме:
(где е+, е-, νe, v̅e - позитрон, электрон, электронные нейтрино и антинейтрино соответственно); эти распады и определяют "время жизни" М. в вакууме. В веществе μ- "живёт" меньше: останавливаясь в веществе, он притягивается положительно заряженным ядром и образует так называемый мюонный атом, или μ-Мезоатом, - систему, состоящую из атомного ядра, μ- и электронной оболочки. В мезоатомах благодаря слабому взаимодействию может происходить процесс захвата μ- ядром:
μ- + ZA → Z-1B + νμ
(где Z - заряд ядра). Этот процесс аналогичен К- захвату (См. К-захват) электронов ядром и сводится к элементарному взаимодействию
μ- + p → n + νμ
(где n - нейтрон). Вероятность захвата μ- ядром растет для лёгких элементов пропорционально Z4 и при Z ≈ 10 сравнивается с вероятностью распада μ-. В тяжёлых элементах "время жизни" останавливающихся μ- определяется в основном вероятностью их захвата ядрами и в 20-30 раз меньше их "времени жизни" в вакууме.
Из-за несохранения пространственной чётности (См. Чётность) в слабом взаимодействии при распаде (2, а) позитроны вылетают преимущественно в направлении спина μ+, а электроны в распаде (2, б) - преимущественно в направлении, противоположном спину μ- (см. рис. к ст. Слабые взаимодействия). Поэтому, изучая асимметрию вылетов электронов или позитронов в этих распадах, можно определить направления спинов μ- и μ+.
Современные опытные данные показывают, что во всех известных взаимодействиях М. участвует в точности так же, как электрон (позитрон), отличаясь от него только своей массой. Это явление называется μ - е-универсальностью. Вместе с тем М. и электрон отличаются друг от друга некоторым внутренним квантовым числом (См. Квантовые числа), и такое же различие имеет место для соответствующих им нейтрино νμ и νe (см. Лептонный заряд). Доказательством этого служит то, что нейтрино, возникающее вместе с М. (например, при распаде π+ → μ+ + νμ), не вызывает при столкновении с нуклонами рождения электрона, а также то, что не наблюдаются безнейтринные распады
Одним из возможных объяснений различия М. и электрона является предположение, что μ- и νμ отличаются от е- и νe лептонным зарядом (числом) l: у е- и νe l = +1, a y μ- и νμ I = -1; для их античастиц l имеют противоположные знаки (последние распады будут запрещены тогда законом сохранения лептонного числа). Существование μ - е-универсальности ставит перед теорией элементарных частиц важную и до сих пор не решённую проблему: поскольку, согласно современной теории, масса частиц имеет полевое происхождение, т. е. определяется взаимодействиями, в которых участвует частица, то непонятно, почему электрон и М., обладающие совершенно одинаковыми взаимодействиями, столь различны по своей массе. Высказывались гипотезы о наличии у М. "аномальных" взаимодействий (т. е. отсутствующих у электрона), но экспериментально такие взаимодействия не обнаружены. С др. стороны, возможно, что различие в массах М. и электрона связано с внутренним строением лептонов; однако даже сам подход к этой проблеме пока неясен. Существование М., т. о., представляет одну из интереснейших загадок природы, и не исключено, что её решение будет связано с открытиями фундаментальной важности.
С проблемой μ - е-универсальности связан также вопрос о возможном существовании др. лептонов с массой большей, чем у М. Если бы взаимодействия "тяжёлых" лептонов оказались такими же, как у μ и е, то некоторые их свойства (в частности, время жизни и способы распада) можно было бы предсказать теоретически. Если такие лептоны существуют и масса их больше 0,5 Гэв, то из-за своих свойств они могли оказаться незамеченными в большинстве проводившихся опытов. Поэтому для поиска "тяжёлых" лептонов необходимы специальные эксперименты, по-видимому, с нейтрино (или фотонами) высоких энергий.
Проникающая способность мюонов. Не обладая сильными взаимодействиями, М. высокой энергии тормозятся в веществе только за счёт электромагнитных взаимодействий с электронами и ядрами вещества. До энергий порядка 1011-1012эв М. теряют энергию в основном на ионизацию (См. Ионизация) атомов среды, а при более высоких энергиях становятся существенными потери энергии за счёт рождения электрон-позитронных пар, испускания γ-квантов тормозного излучения (См. Тормозное излучение) и расщепления атомных ядер. Т. к. масса М. много больше массы электрона, то потери энергии быстрых М. на тормозное излучение и рождение пар значительно меньше, чем потери энергии быстрых электронов на тормозное излучение (или γ-квантов на рождение пар е+е-). Эти факторы обусловливают высокую проникающую способность М. как по сравнению с адронами, так и по сравнению с электронами и γ-квантами. В результате М. космических лучей не только легко проникают через атмосферу Земли, но и углубляются (в зависимости от их энергии) на довольно значительные расстояния в грунт. В подземных экспериментах М. космических лучей с энергией 1012-1013 эв регистрируются на глубине нескольких км.
Мюоны, останавливающиеся в веществе. Медленные М., теряя энергию на ионизацию атомов, могут останавливаться в веществе. При этом μ+ в большинстве веществ присоединяет к себе атомный электрон, образуя систему, аналогичную атому водорода, - так называемый Мюоний. Мюоний может вступать в химические реакции, аналогичные реакциям атома водорода. Из-за взаимодействия с магнитными моментами электронов вещества μ+ (спин которого первоначально был направлен в сторону, противоположную направлению его влёта в вещество) частично теряет свою поляризацию. Об этом можно судить по изменению асимметрии вылета позитронов от распада (2, а). Изучая процесс деполяризации μ+ в веществе в присутствии внешних магнитных полей, удаётся установить, в какие химические реакции вступает мюоний, и определить скорость протекания этих реакций. В последние годы возникло новое направление исследований свойств вещества и химических реакций с помощью положительных М. - так называемая химия мюонов.
Отрицательные М., останавливающиеся в веществе, как уже отмечалось, могут образовывать мюонные мезоатомы. Боровский радиус мюонного мезоатома равен
где mμ и е - масса и заряд М., Z - заряд ядра, ħ - постоянная Планка. Эта величина в (mμ/me) Z раз меньше боровского радиуса атома водорода (me - масса электрона). Поэтому мюонные "орбиты", отвечающие нижним энергетическим уровням мезоатома, расположены значительно ближе к ядру, чем электронные. При Z ≈ 30-40 размеры мюонных "орбит" сравниваются с размерами ядер и распределение электрического заряда в ядре сильно сказывается на энергии низшего состояния мезоатома. Расстояние между уровнями энергии мезоатомов при этом в mμ/me ≈ 207 раз больше, чем для соответствующего (с ядром заряда Z) водородоподобного атома, и могут составлять десятки и сотни кэв, а для тяжёлых элементов даже несколько Мэв.
Первоначально мюонные мезоатомы возникают в возбуждённых состояниях, а затем, испуская последовательно γ-кванты или передавая энергию атомным электронам, переходят в основное состояние. Измеряя энергию γ-квантов, испускаемых при переходах между уровнями мезоатомов, можно получить сведения о размерах ядер, распределении электрического заряда в ядре и др. характеристиках ядра.
Весьма своеобразно поведение в веществе мезоатомов водорода и его изотопов (дейтерия, трития). Единичный положительный заряд ядра в этих мезоатомах полностью "экранируется" зарядом отрицательного М. Поэтому такая система, обладая размерами порядка 2․10-11 см, ведёт себя в веществе, подобно медленному нейтрону: "свободно" проникает через электронные оболочки атомов и способна подходить на близкие расстояния к др. ядрам. Это обусловливает возможность протекания ряда специфических явлений; в частности, мезоатомы водорода или дейтерия могут присоединить к себе ещё одно ядро и образовать мезонные молекулы ррμ, dpμ или ddμ, аналогичные молекулярным ионам водорода H2+, HD+ или D2+ (d - ядро дейтерия, дейтрон). Ядра в таких молекулах, находясь на малых расстояниях друг от друга, способны вступать в ядерные реакции синтеза d + р → 3He + γ или d + d → 3He + n, d + d → Т + р. протекающие с выделением энергии (Т - ядро трития). После акта реакции μ- часто оказывается освобождённым от связи с ядром, а затем, последовательно образуя мюонные мезоатом и мезомолекулу, может вызвать новую реакцию синтеза и т. д., т. е. действует как катализатор ядерных реакций. Однако для практического получения энергии ядерного синтеза катализ ядерных реакций с помощью μ- не может быть использован, так как число ядерных реакций, вызываемых М. за время его жизни, оказывается небольшим.
Лит.: Вайсенберг А. О., Мю-мезон, М., 1964 (Современные проблемы физики); Бугаев Э. В., Котов Ю. Д., Розенталь И. Л., Космические мюоны и нейтрино, М., 1970; Зельдович Я. Б., Герштейн С. С., Ядерные реакции в холодном водороде, "Успехи физических наук", 1960, т. 71, в. 4, с. 581.
С. С. Герштейн.
Образование мюонов μ,+, μ- при распадах покоящихся π+- и π--мезонов. Импульсы pvμ, рμ+ (соответственно pνμ pμ-) частиц распада νμ и μ++ (νμ и μ-) равны по величине и направлены в противоположные стороны. Жирные стрелки указывают направление спинов (поляризацию) частиц svμ, sμ+, (svμ+, sμ-).
МЮОНЫ
(?) , нестабильные положительно (?+) и отрицательно (?-) заряженные элементарные частицы со спином 1/2 и массой ок. 207 электронных масс и временем жизни ? 10-6 с; относятся к лептонам.
МЮОН
а, м., физ.
Разновидность лептонов: элементарная частица с массой покоя, равной 207 электронных масс, положительным или отрицательным зарядом и спином 1/2. | Время жизни мюона равно миллионным долям секунды.
Wikipedia
Мюон
Мюо́н (от греческой буквы μ, использующейся для обозначения) в стандартной модели физики элементарных частиц — неустойчивая элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом и спином 1⁄2. Вместе с электроном, тау-лептоном и нейтрино классифицируется как часть лептонного семейства фермионов. Так же, как они, мюон, по-видимому, бесструктурен и не состоит из каких-то более мелких частиц. Как и все фундаментальные фермионы, мюон имеет античастицу с квантовыми числами (в том числе зарядом) противоположного знака, но с равной массой и спином: а̀нтимюо́н (чаще частицу и античастицу называют соответственно отрицательным и положительным мюоном). Мюонами называют также мюоны и антимюоны в совокупности. Ниже термин «мюон» употребляется в этом значении, если не оговорено обратное.
По историческим причинам, мюоны иногда называют мю-мезонами, хотя они не являются мезонами в современном представлении физики элементарных частиц. Масса мюона примерно в 207 раз больше массы электрона (в 206,7682830(46) раз если быть точным); по этой причине мюон можно рассматривать как чрезвычайно тяжёлый электрон. Мюоны обозначаются как μ−, а антимюоны как μ+.
На Земле мюоны регистрируются в космических лучах, они возникают в результате распада заряженных пионов. Пионы создаются в верхних слоях атмосферы первичными космическими лучами и имеют очень короткое время распада — несколько наносекунд. Время жизни мюонов достаточно мало — 2,2 микросекунды, тем не менее эта элементарная частица рекордсмен по времени жизни и дольше её не распадается только свободный нейтрон. Однако мюоны космических лучей имеют скорости, близкие к скорости света, так что из-за эффекта замедления времени специальной теории относительности их легко обнаружить у поверхности Земли, на 1 квадратный метр падает около 10 тысяч мюонов в минуту.
Как и в случае других заряженных лептонов, существует мюонное нейтрино (и антинейтрино), которое имеет тот же аромат, что и мюон (антимюон). Мюонные нейтрино обозначаются как νμ, антинейтрино — νμ. Мюоны почти всегда распадаются в электрон, электронное антинейтрино и мюонное нейтрино (соответственно антимюоны — в позитрон, электронное нейтрино и мюонное антинейтрино); существуют также более редкие типы распада, когда возникает дополнительный фотон или электрон-позитронная пара.
Beispiele aus Textkorpus für Мюоны
1. Но еще интереснее разбивать мюоны - частицы, обладающие, как электроны, отрицательным зарядом, только гораздо тяжелее.
2. И они будут летать со скоростью света -электроны, мюоны, тяжелые частицы, отвечающие за слабые взаимодействия.
3. Этот же слой способен регистрировать редкие космические мюоны, "проскочившие" сквозь 100-метровую толщу скал, которая окружает подземную лабораторию.
4. Протоны, нейтроны в различных возбужденных состояниях за очень маленький промежуток времени - в десять в минус двадцатой степени секунды - разделились на пионы, мюоны и электроны.
5. - Если у нас есть идеи сталкивать мюоны, то инопланетяне, если они существуют, тоже об этом подумывают, - сказал ученый в интервью авторитетному журналу NewScientist.