Адкрыць галоўнае меню

Мюо́н, мю-мезон — нестабільная зараджаная элементарная часціца, якая мае спін ½, час жыцця 2,2 мікрасекунды і масу прыкладна ў 207 разоў большую за масу электрона; адносіцца да лептонаў. Адмоўна зараджаны μ і дадатна зараджаны μ+ мюоны з’яўляюцца антычасціцамі адзін аднаго.

Мюон
сімвал μ (μ)
маса 105,6583715(35) МэВ[1]
антычасціца μ+
класы лептон, ферміён
квантавыя лікі
электрычны зарад −1
спін 1/2
ізатапічны спін 0
барыённы лік 0
дзіўнасць 0
чароўнасць 0
Іншыя ўласцівасці і звесткі
час жыцця 2,19703(4)×10−6 c
каналы распаду
састаў часціцы няма

АпісаннеПравіць

 
Фейнманаўская дыяграма распаду мюона

Эксперыментальна выяўлены ў касмічных праменях амерыканскімі фізікамі К. Андэрсанам і С. Недэрмаерам[en] у 19361937 гадах.

Асноўныя крыніцы мюонаў — распад піонаў і каонаў, якія інтэнсіўна нараджаюцца пры сутыкненнях адронаў, працэс нараджэння пар μ μ+ фатонамі высокіх энергій, распады гіперонаў, «зачараваных» часціц і інш.

Па сваіх уласцівасцях ва ўсіх вядомых узаемадзеяннях μ паводзіць сябе аналагічна электрону, ад якога адрозніваецца толькі масай (μ — e-універсальнасць).

Слабае ўзаемадзеянне мюонаў выклікае іх распад на электрон (ці пазітрон) і адпаведнае нейтрына, што вызначае час жыцця мюонаў у вакууме.

У рэчыве павольныя мюоны страчваюць энергію на іанізацыю атамаў і могуць спыняцца. Пры гэтым μ прыцягваецца ядром атама і ўтвараецца мезаатам, а μ+ далучае да сябе электрон і ўтвараецца мюоній.

Практычнае выкарыстаннеПравіць

У 1965 годзе Луіс Альварэс прапанаваў выкарыстоўваць мюоны, якія ўзнікаюць у зямной атмасферы пад дзеяннем касмічных прамянёў, для прасвечвання егіпецкіх пірамід з мэтай пошуку не выяўленых пакуль поласцей — пахавальных камер. Ідэя заключалася ў тым, што з тых напрамкаў, дзе знаходзяцца поласці, павінен прыходзіць больш моцны паток мюонаў, паколькі паветра ў поласцях прапускае больш мюонаў, чым вапняковыя блокі, з якіх зроблена піраміда. У 1967 годзе такім чынам была вывучана прыкладна пятая частка піраміды Хафры. Поласці выявіць не ўдалося[2]. У 2016 годзе мюонны сканер выявіў поласць у пірамідзе Снофру[3]. У пазнейшых працах (2017), якія абапіраюцца на тры розныя метады дэтэктавання мюонаў, было ўстаноўлена, што над Вялікаю галерэяй піраміды Хеопса знаходзіцца 30-метровая поласць. Цэнтр камеры размяшчаецца на 40-50 метраў вышэй падлогі «Камеры царыцы», па даўжыні яна параўнальная з Вялікаю галерэяй[4][5].

Гэты метад атрымаў далейшае развіццё ў пачатку XXI стагоддзя ў сувязі з задачай выяўлення ядзернай кантрабанды. Дэтэктаванне мюонаў, якія прайшлі скрозь груз, дазваляе вызначыць наяўнасць у ім цяжкіх элементаў, у тым ліку, свінцу, урану і плутонію. Цяжэйшыя элементы мацней адхіляюць мюоны ў актах рассейвання, таму, усталяваўшы газаразрадныя дэтэктары зверху і знізу доследнага аб’екта і параўноўваючы трэкі мюонаў у іх, можна вызначыць наяўнасць падазроных элементаў.

Гэты метад атрымаў назву мюоннай тамаграфіі. Работы па яго распрацоўцы былі пачаты ў Лос-Аламаскай нацыянальнай лабараторыі ў 2003 годзе пад кіраўніцтвам Крыстафера Морыса. У 2012 годзе былі праведзены першыя тэсты доследнага ўзору ў тэрмінале Фрыпарта на Багамскіх астравах. Тэсты паказалі, што абсталяванне вызначае наяўнасць падазроных матэрыялаў з практычна стопрацэнтнай надзейнасцю.

У 2015 годзе былі зроблены выпрабаванні метаду мюоннай тамаграфіі як метаду неразбуральнага кантролю ў электраэнергетыцы для ацэнкі ступені дэградацыі бетону[en], стану засавак і вымярэння таўшчынь сценак труб[6].

Гл. таксамаПравіць

ЗноскіПравіць

  1. http://physics.nist.gov/cuu/Constants/Table/allascii.txt Fundamental Physical Constants — Complete Listing
  2. А. Левин. Мюоны дают добро // Популярная механика. — 2013. — № 3.
  3. Ученые: мюонный сканер нашел тайную комнату в пирамиде Снофру // июнь 2016
  4. К. Уласович. Физики подтвердили существование «тайной комнаты» в пирамиде Хеопса , nplus1.ru (02.11.2017).
  5. Morishima, Kunihiro; Kuno, Mitsuaki; Nishio, Akira; Kitagawa, Nobuko; Manabe, Yuta (2017). "Discovery of a big void in Khufu's Pyramid by observation of cosmic-ray muons". Nature 422 (6929): 386–390. doi:10.1038/nature24647. PMID 29160306. Bibcode2017Natur.422..277B. 
  6. Зданиям сделают «томографию» с помощью космических мюонов. N+1 (1 ліпеня 2015). Праверана 1 ліпеня 2015.

ЛітаратураПравіць

СпасылкіПравіць