Muon

Muon
Composición	Partícula elemental
Familia	Fermión
Grupo	Leptón
Generación	Segunda
Interacción	Gravedad, Electromagnetismo, Interacción débil
Símbolo(s)	(µ−)
Antipartícula	Antimuon (µ+)
Teorizada	−
Descubierta	Carl David Anderson (1936)
Masa	105,658369(9) MeV/c2
Vida media	2.19703(4) × 10−6 s[1]
Carga eléctrica	−1 e
Carga de color	Neutra
Espín	$\begin{matrix} \frac{1}{2} \end{matrix} \hbar\;$

El muon (que toma su nombre de la letra griega mu, µ) es una partícula elemental masiva que pertenece a la segunda generación de leptones. Su spin es ¹/₂. Posee carga eléctrica negativa, como el electrón, aunque su masa es 200 veces mayor, y su vida es algo más larga que otras partículas inestables (2,2 µs). Está asociada con su correspondiente antipartícula el antimuon (µ⁺).

Clasificación en el modelo estándar

El muon pertenece a la segunda generación de leptones, junto al electrón, que pertenece a la primera y al tau, que pertenece a la tercera. Es un fermión cuyo spin es la mitad de la constante reducida de Planck y cumple también, como los demás leptones, la simetría CPT con su respectiva antipartícula.

Desintegración

El muon es la partícula cargada eléctricamente con masa mayor al electrón, su desintegración ha de producir por tanto un electrón más otras partículas cuya carga eléctrica total sea nula. El resultado más frecuente es un electrón, un antineutrino-electronico y un µ-neutrino. Su antipartícula, el antimuon, se desintegra en un positrón, un e-neutrino y un µ-antineutrino:

$\mu^-\to e^-+\bar\nu_e+\nu_\mu,~~~\mu^+\to e^++\nu_e+\bar\nu_\mu$.

Es muy poco frecuente que aparezca en su desintegración un par de fotón y e-positrón.

Historia

El muon fue la primera partícula elemental descubierta que no pertenecía a los átomos convencionales. Lo descubrió Carl D. Anderson en 1936 mientras estudiaba la radiación cósmica, al detectar la presencia de partículas que se curvaban al pasar por un campo electromagnético de forma distinta a los electrones y a otras partículas conocidas, con una curvatura intermedia entre el electrón y el protón. Supuso que la carga eléctrica era igual a la del electrón y su masa intermedia entre ambos, por lo que la llamó en un principio mesotrón (del griego meso, intermedio). Pero al aparecer más tarde nuevas partículas intermedias, que adoptaron el nombre genérico de mesones, se vio en la necesidad de diferenciar tal partícula, que pasó a llamarse µ-mesón.

El µ-mesón divergía significativamente de otros mesones; su desintegración producía un electrón y un par de neutrinos (neutrino y antineutrino), al contrario de lo que se había observado en otros mesones, que generaban uno solamente (ya fuera neutrino o antineutrino). Se consideró que los otros mesones eran hadrones (partículas formadas por quarks y que por tanto intervienen en la interacción nuclear fuerte) formados por dos quarks. Sin embargo más tarde se descubrió que los muones eran partículas elementales (leptones) sin estructura de quark, similar a los electrones, por lo que la denominación mesón fue abandonada y se pasó a denominarse muon.

En 1960 se descubrió que el muon podía reemplazar al electrón en un átomo, al descubrirse los átomos de muonio, en los cuales un electrón orbita en torno a un antimuon (muon con carga positiva). Átomo que se desintegra rápidamente (2 µs) dando un electrón y dos neutrinos.

Véase también

• Muonio
• Lista de partículas
• Número leptónico

Referencias

1. ↑ W.-M. Yao et al. (Particle Data Group), J. Phys. G 33, 1 (2006)