Muão
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O muão (português europeu) ou múon (português brasileiro) é uma partícula elementar semelhante ao elétron, com carga elétrica unitária negativa de -1 e um spin de 1⁄2, mas com uma massa muito maior (105,7 MeV/c2). É classificado como um lépton, assim como o elétron (massa de 0,511 MeV/c2), o Tau (massa de 1777,8 MeV/c2), e os três neutrinos. Como é o caso com outras léptons, não se acredita que o múon tenha qualquer sub-estrutura; ou seja, não apresenta quaisquer partículas mais simples[1].
O múon é uma partícula subatômica instável, com uma vida média de 2,2µs[2]. Entre todas as conhecidas partículas subatômicas instáveis, só o nêutron e alguns núcleos atômicos têm uma vida útil mais longa; outros decaem significativamente mais rápido[3]. O decaimento do muão (bem como do nêutron, o bárion instável de vida mais longa), é mediada exclusivamente pela Força fraca. O decaimento do múon sempre produz, pelo menos, três partículas, que devem incluir um elétron da mesma carga que o múon e dois neutrinos de diferentes tipos[4].
Como todas as partículas elementares, o múon tem uma antipartícula correspondente de carga oposta, mas com a mesma massa e o mesmo spin: O antimúon (também chamado de múon positivo). Múons apresentam μ- e antimuons apresentam μ+ (Ou seja cargas opostas, como ocorre também entre o elétron e o pósitron). Múons foram anteriormente chamado de mésons Mu, mas não são classificadas como mésons pelos físicos de partículas modernos, e então o nome não é mais usado pela comunidade científica.
Múons tem uma massa de 105,7 MeV/c2, que é cerca de 200 vezes maior do que o elétron. Devido à sua maior massa, muões não são fortemente acelerados quando se deparam com campos electromagnéticos, e não emitem tanta bremsstrahlung (radiação de desaceleração). Isso permite que os múons de uma certa energia penetrem mais profundamente na matéria do que os elétrons, uma vez que a desaceleração de elétrons e múons é principalmente devido à perda de energia pelo mecanismo bremsstrahlung. Como um exemplo, os chamados "múons secundários", gerados por raios cósmicos que atingem a atmosfera, podem penetrar a superfície da Terra, e até mesmo em minas profundas.
Já que os múons têm uma grande massa e energia em comparação com a energia de decaimento da radioatividade, eles nunca são produzidos por decaimento radioativo. Eles são, no entanto, produzidos em grandes quantidades em interações de alta energia em matéria normal, em certos experimentos do acelerador de partículas com hádrons, ou naturalmente nas interações de raios cósmicos com a matéria. Essas interações costumam produzir mésons pi inicialmente, que na maioria das vezes decair para múons.
História
Múons foram descobertos por Carl D. Anderson e Seth Neddermeyer no Caltech, em 1936, ao estudar a radiação cósmica. Carl Anderson tinha notado partículas que se curvavam de um jeito diferente dos elétrons e outras partículas conhecidas quando passavam por um campo magnético. Eles eram carregados negativamente mas curvavam acentuadamente menos do que os elétrons, porém de forma mais acentuada do que prótons, para partículas de mesma velocidade. Assume-se que a magnitude da sua carga eléctrica negativa é igual ao do elétron, e então para ter em conta a diferença de curvatura, supos que a sua massa era maior do que a do elétron, porém menor do que de um próton. Assim Anderson, chamou inicialmente a nova partícula de mésotron, adotando o prefixo meso da palavra grega para "meio". A existência do múon foi confirmada em 1937 pelo experimento da câmara de nuvem feito por J.C. Street e CE Stevenson[5].
Uma partícula com uma massa na faixa méson havia sido previsto antes da descoberta de quaisquer mésons, pelo físico teórico Hideki Yukawa.[6]
"Parece natural modificar a teoria de Heisenberg e Fermi, da seguinte maneira. A transição de uma partícula pesada a partir do estado de nêutron para o estado de próton não é sempre acompanhada pela emissão de partículas de luz. A transição é por vezes ocupada por uma outra partícula pesada."
Referências
- ↑ http://cosmic.lbl.gov/SKliewer/Cosmic_Rays/Muons.htm
- ↑ http://www.deducoeslogicas.com/relatividade/muon.html
- ↑ R. Clay and B. Dawson, Cosmic Bullets, High Energy Particles in Astrophysics, A-W 1997
- ↑ Particle Physics Booklet, 1994
- ↑ «"New Evidence for the Existence of a Particle Intermediate Between the Proton and Electron", Phys. Rev. 52, 1003 (1937).»
- ↑ Yukaya Hideka, On the Interaction of Elementary Particles 1, Proceedings of the Physico-Mathematical Society of Japan (3) 17, 48, pp 139–148 (1935). (Read 17 November 1934)
