Мюон

Субатомная частица

Мюон ( / ˈ m ( j ) uː . ɒ n / M(Y)OO -он ; от греческой буквы mu (μ) , используемой для его обозначения) — элементарная частица , похожая на электрон , с электрическим зарядом −1  e и спином -1/2 , но с гораздо большей массой. Он классифицируется как лептон . Как и другие лептоны, мюон не считается состоящим из каких-либо более простых частиц.

Мюон — нестабильная субатомная частица со средним временем жизни2,2  мкс , что намного дольше, чем у многих других субатомных частиц. Как и в случае с распадом свободного нейтрона (с продолжительностью жизни около 15 минут), распад мюона происходит медленно (по субатомным стандартам), поскольку распад осуществляется только слабым взаимодействием (а не более мощным сильным взаимодействием или электромагнитным взаимодействием ), а также поскольку разница масс между мюоном и набором его продуктов распада мала, что обеспечивает мало кинетических степеней свободы для распада. Распад мюона почти всегда производит по крайней мере три частицы, которые должны включать электрон того же заряда, что и мюон, и два типа нейтрино .

Как и все элементарные частицы, мюон имеет соответствующую античастицу с противоположным зарядом (+1  e ), но равной массой и спином: антимюон (также называемый положительным мюоном ). Мюоны обозначаются
μ⁻
и антимюоны по
μ⁺
. Раньше мюоны назывались мю-мезонами , но современные физики элементарных частиц не классифицируют их как мезоны (см. § История) , и это название больше не используется физическим сообществом.

Мюоны имеют массу105,66  МэВ/ с2 , что приблизительно ^равно206,768 2827 (46) ‍ [ ^6] раз больше, чем у электрона, m _e . Существует также третий лептон, тау , примерно в 17 раз тяжелее мюона.

Из-за большей массы мюоны разгоняются медленнее электронов в электромагнитных полях и испускают меньше тормозного излучения (тормозного излучения). Это позволяет мюонам данной энергии проникать гораздо глубже в вещество, поскольку замедление электронов и мюонов в первую очередь обусловлено потерей энергии механизмом тормозного излучения. Например, так называемые вторичные мюоны, создаваемые космическими лучами , попадающими в атмосферу, могут проникать в атмосферу и достигать поверхности Земли и даже глубоких шахт.

Поскольку мюоны имеют большую массу и энергию, чем энергия распада радиоактивности, они не производятся радиоактивным распадом . Тем не менее, они производятся в больших количествах при высокоэнергетических взаимодействиях в обычной материи, в некоторых экспериментах на ускорителях частиц с адронами и при взаимодействии космических лучей с материей. Эти взаимодействия обычно производят первоначально пи-мезоны , которые почти всегда распадаются на мюоны.

Как и другие заряженные лептоны, мюон имеет связанное с ним мюонное нейтрино , обозначаемое как
ν
_μ, который отличается от электронного нейтрино и участвует в различных ядерных реакциях.

История

Мюоны были открыты Карлом Д. Андерсоном и Сетом Неддермейером в Калтехе в 1936 году при изучении космического излучения . Андерсон заметил частицы, которые изгибались иначе, чем электроны и другие известные частицы, когда проходили через магнитное поле . Они были отрицательно заряжены, но изгибались менее резко, чем электроны, но более резко, чем протоны , для частиц с той же скоростью. Предполагалось, что величина их отрицательного электрического заряда была равна величине заряда электрона, и поэтому для учета разницы в кривизне предполагалось, что их масса была больше, чем у электрона, но меньше, чем у протона. Таким образом, Андерсон изначально назвал новую частицу мезотроном , приняв приставку мезо- от греческого слова «середина-». Существование мюона было подтверждено в 1937 году экспериментом Дж. К. Стрита и Э. К. Стивенсона в камере Вильсона . ^[7]

Частица с массой в диапазоне мезонов была предсказана еще до открытия мезонов теоретиком Хидеки Юкавой : ^[8]

Кажется естественным модифицировать теорию Гейзенберга и Ферми следующим образом. Переход тяжелой частицы из нейтронного состояния в протонное не всегда сопровождается испусканием легких частиц. Иногда переход подхватывается другой тяжелой частицей.

Из-за своей массы мю-мезон изначально считался частицей Юкавы, и некоторые ученые, включая Нильса Бора , изначально называли его юконом . Тот факт, что мезотрон (т. е. мюон) не был частицей Юкавы, был установлен в 1946 году экспериментом, проведенным Марчелло Конверси , Оресте Пиччони и Этторе Панчини в Риме. В этом эксперименте, который Луис Вальтер Альварес назвал «началом современной физики элементарных частиц» в своей Нобелевской лекции 1968 года ^[9] , они показали, что мюоны из космических лучей распадаются, не захватываясь атомными ядрами, вопреки тому, что ожидалось от посредника ядерной силы, постулированного Юкавой. Предсказанная Юкавой частица, пи-мезон , была окончательно идентифицирована в 1947 году (снова из взаимодействий космических лучей).

С двумя частицами, известными теперь с промежуточной массой, более общий термин мезон был принят для обозначения любой такой частицы в правильном диапазоне масс между электронами и нуклонами. Кроме того, для того, чтобы различать два различных типа мезонов после открытия второго мезона, исходная частица мезотрон была переименована в мю-мезон (греческая буква μ [ мю ] соответствует м ), а новый мезон 1947 года (частица Юкавы) был назван пи-мезоном .

Поскольку позже в экспериментах на ускорителях было обнаружено больше типов мезонов, в конечном итоге было обнаружено, что мю-мезон существенно отличается не только от пи-мезона (примерно той же массы), но и от всех других типов мезонов. Разница, в частности, заключалась в том, что мю-мезоны не взаимодействовали с ядерными силами, как это делали пи-мезоны (и должны были делать, согласно теории Юкавы). Более новые мезоны также показали свидетельства поведения как пи-мезон в ядерных взаимодействиях, но не как мю-мезон. Кроме того, продукты распада мю-мезона включали как нейтрино , так и антинейтрино , а не только одно или другое, как это наблюдалось при распаде других заряженных мезонов.

В окончательной Стандартной модели физики элементарных частиц , кодифицированной в 1970-х годах, все мезоны, кроме мю-мезона, считались адронами , то есть частицами, состоящими из кварков , и, таким образом, подверженными ядерным силам. В кварковой модели мезон больше не определялся массой (поскольку были обнаружены некоторые из них, которые были очень массивными — больше, чем нуклоны ), а вместо этого были частицами, состоящими ровно из двух кварков (кварка и антикварка), в отличие от барионов , которые определяются как частицы, состоящие из трех кварков (протоны и нейтроны были самыми легкими барионами). Мю-мезоны, однако, показали себя фундаментальными частицами (лептонами), как электроны, без кварковой структуры. Таким образом, мю-«мезоны» вообще не были мезонами, в новом смысле и использовании термина мезон, используемого с кварковой моделью структуры частиц.

С этим изменением определения термин мю-мезон был отброшен и заменен, где это было возможно, современным термином мюон , сделав термин «мю-мезон» всего лишь исторической сноской. В новой кварковой модели другие типы мезонов иногда продолжали называться более короткой терминологией (например, пион вместо пи-мезона), но в случае мюона он сохранил более короткое название и больше никогда не назывался по старой терминологии «мю-мезон».

Окончательное признание мюона как простого «тяжелого электрона», не играющего никакой роли в ядерном взаимодействии, казалось в то время настолько нелепым и удивительным, что лауреат Нобелевской премии И. И. Раби остроумно заметил: «Кто это заказал?» ^[10]

В эксперименте Росси-Холла (1941) мюоны впервые были использованы для наблюдения замедления времени (или, альтернативно, сокращения длины ), предсказанного специальной теорией относительности . ^[11]

Источники мюонов

Мюон космических лучей, проходящий через свинец в камере Вильсона

Мюоны, прибывающие на поверхность Земли, создаются косвенно как продукты распада при столкновении космических лучей с частицами земной атмосферы. ^[12]

Около 10 000 мюонов достигают каждого квадратного метра поверхности Земли в минуту; эти заряженные частицы образуются как побочные продукты столкновения космических лучей с молекулами в верхних слоях атмосферы. Двигаясь с релятивистской скоростью, мюоны могут проникать на десятки метров в скалы и другие вещества, прежде чем затухнуть в результате поглощения или отклонения другими атомами. ^[13]

Когда протон космического луча сталкивается с атомными ядрами в верхних слоях атмосферы, образуются пионы . Они распадаются на относительно коротком расстоянии (метры) на мюоны (их предпочтительный продукт распада) и мюонные нейтрино . Мюоны из этих высокоэнергетических космических лучей обычно продолжают движение примерно в том же направлении, что и исходный протон, со скоростью, близкой к скорости света . Хотя их время жизни без релятивистских эффектов допускало бы расстояние полувыживания всего около 456 метров (2,197 мкс × ln(2) × 0,9997 × c ) максимум (как видно с Земли), эффект замедления времени специальной теории относительности (с точки зрения Земли) позволяет вторичным мюонам космических лучей пережить полет к поверхности Земли, поскольку в земной системе отсчета мюоны имеют более длительный период полураспада из-за своей скорости. С точки зрения ( инерциальной системы отсчета ) мюона, с другой стороны, именно эффект сокращения длины специальной теории относительности позволяет это проникновение, поскольку в системе мюона его время жизни не изменяется, но сокращение длины приводит к тому, что расстояния через атмосферу и Землю становятся намного короче, чем эти расстояния в системе покоя Земли. Оба эффекта являются одинаково допустимыми способами объяснения необычного выживания быстрого мюона на расстояниях.

Поскольку мюоны необычайно проникают в обычную материю, как и нейтрино, их также можно обнаружить глубоко под землей (700 метров на детекторе Soudan 2 ) и под водой, где они составляют большую часть естественного фонового ионизирующего излучения. Как и космические лучи, как уже отмечалось, это вторичное мюонное излучение также является направленным.

Та же самая ядерная реакция, описанная выше (т.е. столкновения адронов с адронами для создания пионных пучков, которые затем быстро распадаются на мюонные пучки на коротких расстояниях), используется физиками-частицами для создания мюонных пучков, таких как пучок, используемый в эксперименте с мюоном g −2 . ^[14]

Распад мюона

Наиболее распространенный распад мюона

Мюоны — нестабильные элементарные частицы, тяжелее электронов и нейтрино, но легче всех других частиц материи. Они распадаются посредством слабого взаимодействия . Поскольку числа лептонного семейства сохраняются в отсутствие крайне маловероятной немедленной осцилляции нейтрино , одно из нейтрино, образующихся при распаде мюона, должно быть нейтрино мюонного типа, а другое — антинейтрино электронного типа (распад антимюона производит соответствующие античастицы, как подробно описано ниже).

Поскольку заряд должен сохраняться, одним из продуктов распада мюона всегда является электрон с тем же зарядом, что и мюон (позитрон, если это положительный мюон). Таким образом, все мюоны распадаются по крайней мере на электрон и два нейтрино. Иногда, помимо этих необходимых продуктов, производятся дополнительные другие частицы, которые не имеют чистого заряда и спина, равного нулю (например, пара фотонов или пара электрон-позитрон).

Доминирующий режим распада мюона (иногда называемый распадом Мишеля в честь Луи Мишеля ) является самым простым из возможных: мюон распадается на электрон, электронное антинейтрино и мюонное нейтрино. Антимюоны, в зеркальном режиме, чаще всего распадаются на соответствующие античастицы: позитрон , электронное нейтрино и мюонное антинейтрино. В формульных терминах эти два распада таковы:

μ⁻
→
е⁻
+νе+νμ

μ⁺
→е++
ν
_е+
ν
_μ

Среднее время жизни τ = ħ / Γ (положительного) мюона равно2,196 9811 ± 0,000 0022  мкс . ^[4] Установлено равенство времен жизни мюона и антимюона с точностью до одной части из 10 ⁴ . ^[15]

Запрещенные распады

Некоторые режимы распада без нейтрино кинематически разрешены, но для всех практических целей запрещены в Стандартной модели , даже учитывая, что нейтрино имеют массу и осциллируют. Примеры, запрещенные законом сохранения аромата лептона:

μ⁻
→
е⁻
+
γ

и

μ⁻
→
е⁻
+
е⁺
+
е⁻
.

Принимая во внимание массу нейтрино, распад типа
μ⁻
→
е⁻
+
γ
технически возможно в Стандартной модели (например, путем нейтринной осцилляции виртуального мюонного нейтрино в электронное нейтрино), но такой распад крайне маловероятен и, следовательно, должен быть экспериментально ненаблюдаемым. Менее одного из 1050 ^{распадов} мюона должно приводить к такому распаду.

Наблюдение таких режимов распада будет представлять собой четкое доказательство теорий за пределами Стандартной модели . Верхние пределы для фракций ветвления таких режимов распада были измерены во многих экспериментах, начиная с более чем 60 лет назад. Текущий верхний предел для
μ⁺
→
е⁺
+
γ
Доля разветвления была измерена в 2009–2013 гг. в эксперименте MEG и составляет4,2 × 10−13 ^. [ ^16]

Теоретическая скорость распада

Ширина распада мюона , которая следует из золотого правила Ферми, имеет размерность энергии и должна быть пропорциональна квадрату амплитуды, и, следовательно, квадрату константы связи Ферми ( ), с общей размерностью обратной четвертой степени энергии. По размерному анализу это приводит к правилу Сарджента зависимости пятой степени от m _μ , ^{[17] [18]} ${\displaystyle G_{\text{F}}}$

${\displaystyle \Gamma ={\frac {G_{\text{F}}^{2}m_{\mu }^{5}}{192\pi ^{3}}}~I\left({\frac {m_{\text{e}}^{2}}{m_{\mu }^{2}}}\right),}$

где , ^[18] и: ${\displaystyle I(x)=1-8x-12x^{2}\ln x+8x^{3}-x^{4}}$

${\displaystyle x={\frac {2\,E_{\text{e}}}{m_{\mu }\,c^{2}}}}$— это доля максимальной энергии, переданная электрону.

Распределения распада электрона в распадах мюонов были параметризованы с использованием так называемых параметров Мишеля. Значения этих четырех параметров однозначно предсказаны в Стандартной модели физики элементарных частиц, поэтому распады мюонов представляют собой хороший тест пространственно-временной структуры слабого взаимодействия . Отклонений от предсказаний Стандартной модели пока не обнаружено.

Для распада мюона ожидаемое распределение распада для значений параметров Мишеля Стандартной модели равно

${\displaystyle {\frac {\partial ^{2}\Gamma }{\partial x\,\partial {\cos \theta }}}\sim x^{2}[(3-2x)+P_{\mu }\cos \theta \,(1-2x)]}$

где — угол между вектором поляризации мюона и вектором импульса распадного электрона, а — доля мюонов, поляризованных вперед. Интегрирование этого выражения по энергии электрона дает угловое распределение дочерних электронов: ${\displaystyle \theta }$ ${\displaystyle \mathbf {P} _{\mu }}$ ${\displaystyle P_{\mu }=|\mathbf {P} _{\mu }|}$

${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} \Gamma }{\mathrm {d} {\cos \theta }}}\sim 1-{\frac {1}{3}}P_{\mu }\cos \theta .}$

Распределение энергии электрона, проинтегрированное по полярному углу (справедливо для ), равно ${\displaystyle x<1}$

${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} \Gamma }{\mathrm {d} x}}\sim (3x^{2}-2x^{3}).}$

Поскольку направление, в котором испускается электрон (полярный вектор), преимущественно выровнено напротив спина мюона ( аксиальный вектор ), распад является примером несохранения четности слабым взаимодействием. Это по сути та же экспериментальная сигнатура, которая использовалась в оригинальной демонстрации . В более общем смысле в Стандартной модели все заряженные лептоны распадаются посредством слабого взаимодействия и также нарушают симметрию четности.

Мюонные атомы

Мюон был первой обнаруженной элементарной частицей , которая не встречается в обычных атомах .

Отрицательные мюонные атомы

Отрицательные мюоны могут образовывать мюонные атомы (ранее называвшиеся мю-мезическими атомами), заменяя электрон в обычных атомах. Мюонные атомы водорода намного меньше типичных атомов водорода, потому что гораздо большая масса мюона дает ему гораздо более локализованную волновую функцию основного состояния, чем наблюдается для электрона. В многоэлектронных атомах, когда только один из электронов заменяется мюоном, размер атома продолжает определяться другими электронами, и размер атома почти не меняется. Тем не менее, в таких случаях орбиталь мюона продолжает быть меньше и гораздо ближе к ядру, чем атомные орбитали электронов.

Спектроскопические измерения в мюонном водороде были использованы для получения точной оценки радиуса протона . ^[19] Результаты этих измерений расходились с принятым тогда значением, что привело к так называемой загадке радиуса протона . Позже эта загадка нашла свое разрешение, когда стали доступны новые улучшенные измерения радиуса протона в электронном водороде. ^[20]

Мюонный гелий создается путем замены одного из электронов в гелии-4 на мюон. Мюон вращается гораздо ближе к ядру, поэтому мюонный гелий можно рассматривать как изотоп гелия, ядро ​​которого состоит из двух нейтронов, двух протонов и мюона с одним электроном снаружи. Химически мюонный гелий, обладающий неспаренным валентным электроном , может связываться с другими атомами и ведет себя скорее как атом водорода, чем как инертный атом гелия. ^{[21] [22] [23]}

Тяжелые мюонные атомы водорода с отрицательным мюоном могут подвергаться ядерному синтезу в процессе катализируемого мюоном синтеза , после чего мюон может покинуть новый атом, чтобы вызвать синтез в другой молекуле водорода. Этот процесс продолжается до тех пор, пока отрицательный мюон не будет захвачен ядром гелия, где он остается до тех пор, пока не распадется.

Отрицательные мюоны, связанные с обычными атомами, могут быть захвачены ( мюонный захват ) посредством слабого взаимодействия протонами в ядрах, в своего рода процессе, похожем на захват электронов. Когда это происходит, происходит ядерная трансмутация : протон становится нейтроном, и испускается мюонное нейтрино.

Положительные мюонные атомы

Положительный мюон , остановленный в обычной материи, не может быть захвачен протоном, поскольку два положительных заряда могут только отталкиваться. Положительный мюон также не притягивается к ядру атома. Вместо этого он связывает случайный электрон и с этим электроном образует экзотический атом, известный как атом мюония (мю). В этом атоме мюон действует как ядро. Положительный мюон в этом контексте можно считать псевдоизотопом водорода с одной девятой массы протона. Поскольку масса электрона намного меньше массы как протона, так и мюона, приведенная масса мюония, а следовательно, и его радиус Бора , очень близки к массе водорода . Поэтому эту связанную пару мюон-электрон можно рассматривать в первом приближении как короткоживущий «атом», который ведет себя химически подобно изотопам водорода ( протий , дейтерий и тритий ).

Как положительные, так и отрицательные мюоны могут быть частью короткоживущего атома пи-мю, состоящего из мюона и противоположно заряженного пиона. Эти атомы наблюдались в 1970-х годах в экспериментах в Брукхейвенской национальной лаборатории и Фермилабе . ^{[24] [25]}

Аномальный магнитный дипольный момент

Аномальный магнитный дипольный момент — это разница между экспериментально наблюдаемым значением магнитного дипольного момента и теоретическим значением, предсказанным уравнением Дирака . Измерение и предсказание этого значения очень важны в прецизионных тестах КЭД . Эксперимент E821 ^[26] в Брукхейвене и эксперимент Muon g-2 в Фермилабе изучали прецессию спина мюона в постоянном внешнем магнитном поле, когда мюоны циркулировали в ограничивающем накопительном кольце. Коллаборация Muon g-2 сообщила ^[27] в 2021 году:

${\displaystyle a={\frac {g-2}{2}}=0.00116592061(41).}$

Прогноз величины аномального магнитного момента мюона состоит из трех частей:

a _μ ^SM = a _μ ^QED + a _μ ^EW + a _μ ^имел .

Разница между g -факторами мюона и электрона обусловлена ​​их разницей в массе. Из-за большей массы мюона вклады в теоретический расчет его аномального магнитного дипольного момента из слабых взаимодействий Стандартной модели и из вкладов, связанных с адронами, важны на текущем уровне точности, тогда как эти эффекты не важны для электрона. Аномальный магнитный дипольный момент мюона также чувствителен к вкладам из новой физики за пределами Стандартной модели , такой как суперсимметрия . По этой причине аномальный магнитный момент мюона обычно используется в качестве зонда для новой физики за пределами Стандартной модели, а не как тест КЭД . ^[28] Мюон  g −2 , новый эксперимент в Фермилабе с использованием магнита E821, улучшил точность этого измерения. ^[29]

В 2020 году международная группа из 170 физиков рассчитала наиболее точное предсказание теоретического значения аномального магнитного момента мюона. ^{[30] [31]}

Мюон g−2

Мюон g-2 — это эксперимент по физике элементарных частиц в Фермилабе, целью которого является измерение аномального магнитного дипольного момента мюона с точностью до 0,14 ppm, ^{[32] [33]} , что является чувствительным тестом Стандартной модели. ^[34] Он также может предоставить доказательства существования совершенно новых частиц. ^[35]

В 2021 году эксперимент Muon g−2 представил свои первые результаты нового экспериментального среднего значения, которое увеличило разницу между экспериментом и теорией до 4,2 стандартных отклонений. ^[36]

Электрический дипольный момент

Текущий экспериментальный предел электрического дипольного момента мюона , | d _μ | < 1,9 × 10−19 ^e  ·cm, установленный экспериментом E821 в Брукхейвене, на порядки превышает предсказание Стандартной модели. Наблюдение ненулевого электрического дипольного момента мюона предоставило бы дополнительный источник нарушения CP . Улучшение чувствительности на два порядка по сравнению с пределом Брукхейвена ожидается от экспериментов в Фермилабе.

Мюонная радиография и томография

Поскольку мюоны проникают гораздо глубже, чем рентгеновские лучи или гамма-лучи , мюонная визуализация может использоваться с гораздо более толстым материалом или, с источниками космических лучей, с более крупными объектами. Одним из примеров является коммерческая мюонная томография, используемая для визуализации целых грузовых контейнеров для обнаружения экранированных ядерных материалов , а также взрывчатых веществ или другой контрабанды. ^[37]

Метод мюонной трансмиссионной радиографии, основанный на источниках космических лучей, был впервые использован в 1950-х годах для измерения глубины перекрывающих пород туннеля в Австралии ^[38] и в 1960-х годах для поиска возможных скрытых камер в пирамиде Хефрена в Гизе . ^[39] В 2017 году было сообщено об открытии большой пустоты (длиной минимум 30 метров) путем наблюдения за мюонами космических лучей. ^[40]

В 2003 году ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории разработали новый метод визуализации: томографию рассеяния мюонов . С помощью томографии рассеяния мюонов реконструируются как входящие, так и исходящие траектории для каждой частицы, например, с помощью герметичных алюминиевых дрейфовых трубок . ^[41] С момента разработки этого метода несколько компаний начали его использовать.

В августе 2014 года корпорация Decision Sciences International объявила, что получила контракт от Toshiba на использование своих детекторов отслеживания мюонов при восстановлении ядерного комплекса Фукусима . ^[42] Трекер Fukushima Daiichi был предложен для проведения нескольких месяцев измерений мюонов, чтобы показать распределение активных зон реакторов. В декабре 2014 года Tepco сообщила, что они будут использовать два различных метода визуализации мюонов на Фукусиме: «метод сканирования мюонов» на блоке 1 (наиболее сильно поврежденном, где топливо могло покинуть корпус реактора) и «метод рассеяния мюонов» на блоке 2. ^[43] Международный научно-исследовательский институт по выводу из эксплуатации ядерных реакторов IRID в Японии и Исследовательская организация по ускорителям высоких энергий KEK называют метод, который они разработали для блока 1, «методом проницаемости мюонов»; 1200 оптических волокон для преобразования длины волны загораются, когда с ними соприкасаются мюоны. ^[44] После месяца сбора данных, есть надежда выявить местоположение и количество остатков топлива, все еще находящихся внутри реактора. Измерения начались в феврале 2015 года. ^[45]

Смотрите также

• Комета (эксперимент) , поиск неуловимого когерентного безнейтринного преобразования мюона в электрон в J-PARC
• Список частиц
• Mu2e , эксперимент по обнаружению безнейтринного преобразования мюонов в электроны
• Мюометрическая навигация
• Спектроскопия спина мюона
• Мюонная томография

Ссылки

1. "2022 CODATA Value: muon mass". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 18 мая 2024 .
2. "2022 CODATA Value: muon mass in u". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 18 мая 2024 .
3. "2022 CODATA Value: мюонная масса, эквивалентная энергии в МэВ". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 18 мая 2024 .
4. Beringer, J.; et al. ( Particle Data Group ) (2012). "Leptons (e, mu, tau, ... neutrinos ...)" (PDF) . PDGLive Particle Summary. Particle Data Group . Получено 12 января 2013 г.
5. Patrignani, C.; et al. (Particle Data Group) (2016). "Обзор физики элементарных частиц" (PDF) . Chinese Physics C. 40 ( 10): 100001. Bibcode :2016ChPhC..40j0001P. doi :10.1088/1674-1137/40/10/100001. hdl :1983/989104d6-b9b4-412b-bed9-75d962c2e000. S2CID  125766528.
6. "2022 CODATA Value: muon-electron mass ratio". Справочник NIST по константам, единицам и неопределенности . NIST . Май 2024. Получено 18 мая 2024 .
7. Стрит, Дж.; Стивенсон, Э. (1937). «Новые доказательства существования частицы с массой, промежуточной между протоном и электроном». Physical Review . 52 (9): 1003. Bibcode :1937PhRv...52.1003S. doi :10.1103/PhysRev.52.1003. S2CID  1378839.
8. Юкава, Хидеки (1935). «О взаимодействии элементарных частиц» (PDF) . Труды физико-математического общества Японии . 17 (48): 139–148.
9. Альварес, Луис В. (11 декабря 1968 г.). "Последние достижения в физике элементарных частиц" (PDF) . Нобелевская лекция . Получено 17 июля 2017 г.
10. Бартусяк, Марсия (27 сентября 1987 г.). «Кто заказал мюон?». Наука и технологии. The New York Times . Получено 30 августа 2016 г.
11. Self, Sydney (2018). «ПРИМЕНЕНИЕ ОБЩЕЙ СЕМАНТИКИ К ПРИРОДЕ ИСТОРИИ ВРЕМЕНИ». Etc: Обзор общей семантики . 75 (1–2): 162–166.
12. Демтредер, Вольфганг (2006). Экспериментальнаяфизика . Том. 1 (4-е изд.). Спрингер. п. 101. ИСБН 978-3-540-26034-9.
13. Wolverton, Mark (сентябрь 2007 г.). «Мюоны для мира: новый способ обнаружения скрытого ядерного оружия готовится к дебюту». Scientific American . 297 (3): 26–28. Bibcode : 2007SciAm.297c..26W. doi : 10.1038/scientificamerican0907-26. PMID  17784615.
14. "Физики объявляют о последнем измерении мюона g-2" (пресс-релиз). Брукхейвенская национальная лаборатория . 30 июля 2002 г. Архивировано из оригинала 8 апреля 2007 г. Получено 14 ноября 2009 г.
15. Bardin, G.; Duclos, J.; Magnon, A.; Martino, J.; Zavattini, E. (1984). «Новое измерение времени жизни положительного мюона». Phys Lett B. 137 ( 1–2): 135–140. Bibcode : 1984PhLB..137..135B. doi : 10.1016/0370-2693(84)91121-3.
16. Baldini, AM; et al. (сотрудничество MEG) (май 2016 г.). «Поиск распада, нарушающего аромат лептона μμ ⁺ → e ⁺ γ, с полным набором данных эксперимента MEG». arXiv : 1605.05081 [hep-ex].
17. Каббаши, Махгуб Аббакер (август 2015 г.). Ширина распада мюона и время жизни в стандартной модели (PDF) (магистр наук). Суданский университет науки и технологий, Хартум . Получено 21 мая 2021 г.
18. Класен, М.; Фрекерс, Д.; Коваржик, К.; Шиор, П.; Шмиманн, С. (2017). «Einführung in das Standardmodell der Teilchen Physik - Лист 10» (PDF) . Проверено 21 мая 2021 г.
19. Antognini, A.; Nez, F.; Schuhmann, K.; Amaro, FD; Biraben, F.; Cardoso, JMR; et al. (2013). «Структура протона по измерению частот переходов 2S-2P мюонного водорода» (PDF) . Science . 339 (6118): 417–420. Bibcode :2013Sci...339..417A. doi :10.1126/science.1230016. hdl : 10316/79993 . PMID  23349284. S2CID  346658.
20. Карр, Жан-Филипп; Маршан, Доминик (2019). «Прогресс в решении загадки радиуса протона». Nature . 575 (7781): 61–62. Bibcode :2019Natur.575...61K. doi :10.1038/d41586-019-03364-z. ISSN  0028-0836. PMID  31695215. S2CID  207912706.
21. Флеминг, Д. Г.; Арсено, Д. Д.; Сухоруков, О.; Брюэр, Дж. Х.; Мильке, С. Л.; Шатц, Г. К.; Гарретт, Б. К.; Петерсон, К. А.; Трулар, Д. Г. (28 января 2011 г.). «Кинетические изотопные эффекты для реакций мюонного гелия и мюония с H2». Science . 331 (6016): 448–450. Bibcode :2011Sci...331..448F. doi :10.1126/science.1199421. PMID  21273484. S2CID  206530683.
22. Монкада, Ф.; Круз, Д.; Рейес, А. (2012). «Мюонная алхимия: Преобразование элементов с включением отрицательных мюонов». Chemical Physics Letters . 539 : 209–221. Bibcode : 2012CPL...539..209M. doi : 10.1016/j.cplett.2012.04.062.
23. Монкада, Ф.; Круз, Д.; Рейес, А. (10 мая 2013 г.). «Электронные свойства атомов и молекул, содержащих один и два отрицательных мюона». Chemical Physics Letters . 570 : 16–21. Bibcode : 2013CPL...570...16M. doi : 10.1016/j.cplett.2013.03.004.
24. Кумбс, Р.; Флексер, Р.; Холл, А.; Кеннелли, Р.; Киркби, Дж.; Пиччони, Р.; и др. (2 августа 1976 г.). «Обнаружение связанных состояний π−μ кулонов». Physical Review Letters . 37 (5). Американское физическое общество (APS): 249–252. doi :10.1103/physrevlett.37.249. ISSN  0031-9007.
25. Аронсон, SH; Бернстайн, RH; Бок, GJ; Казинс, RD; Гринхалг, JF; Хедин, D.; и др. (19 апреля 1982 г.). «Измерение скорости образования пи-мю-атомов при распаде». Physical Review Letters . 48 (16). Американское физическое общество (APS): 1078–1081. Bibcode : 1982PhRvL..48.1078A. doi : 10.1103/physrevlett.48.1078. ISSN  0031-9007. ${\displaystyle K_{L}^{0}}$
26. "Домашняя страница эксперимента Muon g-2". G-2.bnl.gov. 8 января 2004 г. Получено 6 января 2012 г.
27. Аби, Б.; Альбахри, Т.; Аль-Килани, С.; Оллспах, Д.; Алонзи, Л.П.; Анастази, А.; и др. (2021). «Измерение положительного магнитного момента мюона до 0,46 ppm». Phys Rev Lett . 126 (14): 141801. arXiv : 2104.03281 . Bibcode : 2021PhRvL.126n1801A. doi : 10.1103/PhysRevLett.126.141801 . PMID  33891447.
28. Хагивара, К; Мартин, А; Номура, Д; Тойбнер, Т (2007). «Улучшенные предсказания для g−2 мюона и α ^QED (MZ2)». Physics Letters B . 649 (2–3): 173–179. arXiv : hep-ph/0611102 . Bibcode :2007PhLB..649..173H. doi :10.1016/j.physletb.2007.04.012. S2CID  118565052.
29. "Революционный мюонный эксперимент начнется с перемещения на 3200 миль 50-футового кольца для хранения частиц" (пресс-релиз). 8 мая 2013 г. Получено 16 марта 2015 г.
30. Пинсон, Джеральд (11 июня 2020 г.). «Физики опубликовали всемирный консенсус по расчету магнитного момента мюона». Новости Fermilab . Получено 13 февраля 2022 г.
31. Аояма, Т.; и др. (декабрь 2020 г.). «Аномальный магнитный момент мюона в Стандартной модели». Physics Reports . 887 : 1–166. arXiv : 2006.04822 . Bibcode : 2020PhR...887....1A. doi : 10.1016/j.physrep.2020.07.006. S2CID  219559166.
32. "Muon g − 2 Experiment" (главная страница). Fermilab . Получено 26 апреля 2017 г.
33. Миллер, Катрина (10 августа 2023 г.). «Физики на один шаг приблизились к теоретическому противостоянию — отклонение крошечной частицы, называемой мюоном, может доказать, что одна из наиболее хорошо проверенных теорий в физике неполна. + комментарий». The New York Times . Архивировано из оригинала 11 августа 2023 г. . Получено 11 августа 2023 г.{{cite news}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)
34. Кешаварци, Алекс; Хав, Ким Сианг; Ёсиока, Тамаки (22 января 2022 г.). «Мюон g − 2: обзор». Nuclear Physics B . 975 : 115675. arXiv : 2106.06723 . Bibcode : 2022NuPhB.97515675K. doi : 10.1016/j.nuclphysb.2022.115675. S2CID  245880824.
35. Гибни, Элизабет (13 апреля 2017 г.). «Великий момент мюонов может стать толчком к развитию новой физики». Nature . 544 (7649): 145–146. Bibcode :2017Natur.544..145G. doi : 10.1038/544145a . PMID  28406224. S2CID  4400589.
36. Abi, B.; et al. (Muon g −2 Collaboration) (7 апреля 2021 г.). "Измерение аномального магнитного момента положительного мюона до 0,46 ppm". Physical Review Letters . 126 (14): 141801. arXiv : 2104.03281 . Bibcode : 2021PhRvL.126n1801A. doi : 10.1103/PhysRevLett.126.141801. PMID  33891447. S2CID  233169085.
37. "Decision Sciences Corp". Архивировано из оригинала 19 октября 2014 года . Получено 10 февраля 2015 года .^{[ не пройдена проверка ]}
38. Джордж, Э.П. (1 июля 1955 г.). «Космические лучи измеряют толщину пород туннеля». Commonwealth Engineer : 455.
39. Альварес, Л. В. (1970). «Поиск скрытых камер в пирамидах с использованием космических лучей». Science . 167 (3919): 832–839. Bibcode :1970Sci...167..832A. doi :10.1126/science.167.3919.832. PMID  17742609.
40. Моришима, Кунихиро; Куно, Мицуаки; Нисио, Акира; Китагава, Нобуко; Манабе, Юта (2017). «Открытие большой пустоты в пирамиде Хуфу путем наблюдения мюонов космических лучей». Природа . 552 (7685): 386–390. arXiv : 1711.01576 . Бибкод :2017Natur.552..386M. дои : 10.1038/nature24647. PMID  29160306. S2CID  4459597.
41. Бороздин, Константин Н.; Хоган, Гэри Э.; Моррис, Кристофер; Приехорский, Уильям К.; Сондерс, Александр; Шульц, Ларри Дж.; Тисдейл, Маргарет Э. (2003). "Радиографическая визуализация с мюонами космических лучей". Nature . 422 (6929): 277. Bibcode :2003Natur.422..277B. doi : 10.1038/422277a . PMID  12646911. S2CID  47248176.
42. "Decision Sciences заключила контракт с Toshiba на проект ядерного комплекса Фукусима-1" (пресс-релиз). Decision Sciences. 8 августа 2014 г. Архивировано из оригинала 10 февраля 2015 г. Получено 10 февраля 2015 г.
43. "Tepco начнет "сканирование" внутренней части реактора 1 в начале февраля с помощью мюонов". Дневник Фукусимы . Январь 2015 г.
44. "Производство мюонного измерительного прибора для "метода мюонной проницаемости" и его обзор международными экспертами". IRID.or.jp .
45. "Muon scans started at Fukushima Daiichi". SimplyInfo . 3 февраля 2015 г. Архивировано из оригинала 7 февраля 2015 г. Получено 7 февраля 2015 г.

Дальнейшее чтение

• Неддермейер, SH; Андерсон, CD (1937). «Заметка о природе частиц космических лучей» (PDF) . Physical Review . 51 (10): 884–886. Bibcode :1937PhRv...51..884N. doi :10.1103/PhysRev.51.884.
• Стрит, Дж. К.; Стивенсон, Э. К. (1937). «Новые доказательства существования частицы с массой, промежуточной между протоном и электроном». Physical Review . 52 (9): 1003–1004. Bibcode :1937PhRv...52.1003S. doi :10.1103/PhysRev.52.1003. S2CID  1378839.
• Файнберг, Г.; Вайнберг, С. (1961). «Закон сохранения мюонов». Physical Review Letters . 6 (7): 381–383. Bibcode : 1961PhRvL...6..381F. doi : 10.1103/PhysRevLett.6.381.
• Serway; Faughn (1995). College Physics (4-е изд.). Saunders . стр. 841.
• Кнехт, М. (2003). «Аномальные магнитные моменты электрона и мюона». В Duplantier, B.; Rivasseau, V. (ред.). Семинар Пуанкаре 2002: Энергия вакуума – Перенормировка . Прогресс в математической физике. Том 30. Birkhäuser Verlag . стр. 265. ISBN 978-3-7643-0579-6.
• Дерман, Э. (2004). Моя жизнь как квант . Wiley . С. 58–62.

Внешние ссылки

• Медиа, связанные с мюонами на Wikimedia Commons
• Астрономическая картинка дня НАСА: аномальный магнитный момент мюона и суперсимметрия (28 августа 2005 г.)
• "эксперимент g-2". аномальный магнитный момент мюона
• "эксперимент muLan". Архивировано из оригинала 2 сентября 2006 г. Измерение времени жизни положительного мюона
• «Обзор физики элементарных частиц».
• «Тест симметрии слабого взаимодействия TRIUMF».
• "Эксперимент MEG". Архивировано из оригинала 25 марта 2002 г. Поиск распада Мюон → Позитрон + Гамма
• Кинг, Филип. «Создание мюонов». Backstage Science . Брэди Харан .