Мюоний

Мюоний, частица, состоящая из положительного мюона (m+) и электрона (е-). Обозначается m+е- или Mu. Гипотеза о существовании М. была вы двинута в 1957 одновременно Л. Д. Ландау и А. Саламом. Строение М. аналогично атому водорода, от которого М. отличается заменой протона на m+. М. образуется при торможении m+ в веществе. При этом m+ присоединяет к себе электрон из оболочки атома, а атом становится положительным ионом. Например, m+ + Xe ® m+е- + Xe+. Время жизни М. t = 2,2×10-6 сек; оно определяется временем жизни m+.

Поскольку m+ 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 m+ и е-. Магнитный момент этих атомов М. примерно в 200 раз превышает магнитный момент m+ мезона, а частота прецессии такой системы в магнитном поле в 100 раз превышает частоту прецессии свободного m+. С такой же частотой меняется направление вылета позитронов, образующихся при распаде m+, входящего в состав М. (m+ ® e+ + ne + ). 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 m+ и электрона е- "разрывается" и вместо частоты прецессии М. наблюдается частота прецессии свободного m+. 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.