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Articulo de referencia

Muón

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Un muón ( / ˈ m ( j ) uː . ɒ n / M(Y)OO -ón ; del griego mu ( μ) que lo representa) es una partícula elemental similar al electrón , con una carga eléctrica de − 1 e y un espín de ⁠ 1 / 2 ⁠ ħ , pero con una masa mucho mayor. Se clasifica como un leptón . Al igual que otros leptones, no se cree que el muón esté compuesto de partículas constituyentes.  

El muón es una partícula subatómica inestable con una vida media de2,2 μs  . La desintegración del muón es más lenta que la de muchas otras partículas inestables porque está mediada por la interacción débil y porque la diferencia de masa entre el muón y el conjunto de sus productos de desintegración es pequeña, lo que proporciona pocos grados de libertad cinéticos para la desintegración. La desintegración del muón siempre produce un electrón (o positrón) y dos tipos de neutrinos .

Como todas las partículas elementales, el muón tiene una antipartícula correspondiente de carga opuesta (+1 e ) pero igual masa y espín: el antimuón (también llamado muón positivo ). Los muones se denotan por μ − y antimuones por μ +. Anteriormente, los muones se denominaban mesones mu , pero los físicos de partículas modernos no los clasifican como mesones (véase ), y ese nombre ya no lo utiliza la comunidad física.

Los muones tienen una masa de105,66 MeV/ c² ,  que es206,768 2827 (46) ‍ [8 ] veces la del electrón, m e . También hay un tercer leptón, el tau , aproximadamente 17 veces más pesado que el muón.

Debido a su mayor masa, los muones se aceleran más lentamente que los electrones en los campos electromagnéticos y emiten menos radiación de frenado ( bremsstrahlung ). Esto permite que los muones de una energía determinada penetren mucho más profundamente en la materia, ya que la desaceleración de electrones y muones se debe principalmente a la pérdida de energía por el mecanismo de frenado. Por ejemplo, los llamados muones secundarios, creados por los rayos cósmicos que impactan en la atmósfera, pueden penetrarla y alcanzar la superficie terrestre e incluso minas profundas.

Debido a que los muones tienen mayor masa y energía que la energía de desintegración de la radiactividad, no se producen por desintegración radiactiva . Sin embargo, se producen en grandes cantidades en interacciones de alta energía en la materia ordinaria, en ciertos experimentos con aceleradores de partículas que utilizan hadrones y en interacciones de rayos cósmicos con la materia. Estas interacciones suelen producir inicialmente mesones pi , que casi siempre se desintegran en muones.

Al igual que los demás leptones cargados, el muón tiene un neutrino muónico asociado , denotado por ν.μ , que difiere delneutrino electrónicoy participa en diferentes reacciones nucleares.

Historia del descubrimiento

Los muones fueron descubiertos por Carl D. Anderson y Seth Neddermeyer en Caltech en 1936 [ 9 ] mientras estudiaban la radiación cósmica . Anderson observó partículas que se curvaban de manera diferente a los electrones y otras partículas conocidas al pasar a través de un campo magnético . Tenían carga negativa, pero se curvaban menos bruscamente que los electrones, pero más bruscamente que los protones , para partículas de la misma velocidad. Se asumió que la magnitud de su carga eléctrica negativa era igual a la del electrón, y para explicar la diferencia de curvatura, se supuso que su masa era mayor que la de un electrón pero menor que la de un protón. Así, Anderson inicialmente llamó a la nueva partícula mesotrón , adoptando el prefijo meso- del griego "mid-". La existencia del muón fue confirmada en 1937 por el experimento de la cámara de nubes de JC  Street y EC  Stevenson . [ 10 ]

Una partícula con una masa en el rango de los mesones había sido predicha antes del descubrimiento de cualquier mesón, por el teórico Hideki Yukawa : [ 11 ]

Parece natural modificar la teoría de Heisenberg y Fermi de la siguiente manera: la transición de una partícula pesada del estado de neutrón al estado de protón no siempre va acompañada de la emisión de partículas ligeras. En ocasiones, la transición es absorbida por otra partícula pesada.

Debido a su masa, inicialmente se pensó que el mesón mu era la partícula de Yukawa, y algunos científicos, incluido Niels Bohr , la denominaron originalmente yukón . El hecho de que el mesotrón (es decir, el muón) no fuera la partícula de Yukawa se estableció en 1946 mediante un experimento realizado por Marcello Conversi , Oreste Piccioni y Ettore Pancini en Roma. En este experimento, que Luis Walter Álvarez denominó el "inicio de la física de partículas moderna" en su discurso de aceptación del Premio Nobel de 1968, [ 12 ] demostraron que los muones de los rayos cósmicos se desintegraban sin ser capturados por los núcleos atómicos, contrariamente a lo que se esperaba del mediador de la fuerza nuclear postulado por Yukawa. La partícula predicha por Yukawa, el mesón pi , fue finalmente identificada en 1947 (de nuevo a partir de interacciones de rayos cósmicos).

Ahora que se conocen dos partículas con masa intermedia, se adoptó el término más general de mesón para referirse a cualquier partícula de este tipo dentro del rango de masa correcto entre electrones y nucleones. Además, para diferenciar entre los dos tipos diferentes de mesones después del descubrimiento del segundo mesón, la partícula inicial del mesotrón pasó a llamarse mesón mu (la letra griega μ [ mu ] corresponde a m ), y el nuevo mesón de 1947 (la partícula de Yukawa) se denominó mesón pi .

A medida que se descubrieron más tipos de mesones en experimentos con aceleradores, se halló que el mesón mu difería significativamente no solo del mesón pi (de masa similar), sino también de todos los demás tipos de mesones. La diferencia radicaba, en parte, en que los mesones mu no interactuaban con la fuerza nuclear, como sí lo hacían los mesones pi (y como se requería en la teoría de Yukawa). Los mesones más recientes también mostraron indicios de comportarse como el mesón pi en las interacciones nucleares, pero no como el mesón mu. Además, los productos de desintegración del mesón mu incluían tanto un neutrino como un antineutrino , en lugar de solo uno u otro, como se observaba en la desintegración de otros mesones cargados.

En el Modelo Estándar de la física de partículas, codificado en la década de 1970, todos los mesones, excepto el mesón mu, se consideraban hadrones —es decir, partículas compuestas de quarks— y, por lo tanto, sujetas a la fuerza nuclear. En el modelo de quarks, un mesón ya no se definía por su masa (pues se habían descubierto algunos muy masivos, mayores que los nucleones ), sino que se definía como una partícula compuesta por exactamente dos quarks (un quark y un antiquark), a diferencia de los bariones , que se definen como partículas compuestas por tres quarks (los protones y neutrones son los bariones más ligeros). Sin embargo, los mesones mu habían demostrado ser partículas fundamentales (leptones), como los electrones, sin estructura de quarks. Por lo tanto, los "mesones" mu no eran mesones en absoluto, en el nuevo sentido y uso del término mesón empleado en el modelo de quarks de la estructura de partículas.

Con este cambio de definición, el término mesón mu fue abandonado y reemplazado, siempre que fue posible, por el término moderno muón , convirtiendo a "mesón mu" en una mera nota histórica. En el nuevo modelo de quarks, otros tipos de mesones a veces seguían denominándose con una terminología más corta (por ejemplo, pión en lugar de mesón pi), pero en el caso del muón, este conservó el nombre más corto y nunca más se volvió a utilizar la terminología antigua de "mesón mu".

El reconocimiento final del muón como un simple "electrón pesado", sin ningún papel en la interacción nuclear, pareció tan incongruente y sorprendente en su momento, que el premio Nobel I.  I.  Rabi bromeó célebremente: "¿Quién ordenó eso?". [ 13 ]

En el experimento de Rossi-Hall (1941), se utilizaron muones para observar por primera vez la dilatación del tiempo (o, alternativamente, la contracción de la longitud ) predicha por la relatividad especial . [ 14 ]

fuentes de muones

Muón de rayo cósmico atravesando plomo en una cámara de niebla

Los muones que llegan a la superficie terrestre se crean indirectamente como productos de desintegración de colisiones de rayos cósmicos con partículas de la atmósfera terrestre. [ 15 ]

Aproximadamente 10 000  muones alcanzan cada metro cuadrado de la superficie terrestre por minuto; estas partículas cargadas se forman como subproductos de la colisión de rayos cósmicos con moléculas en la atmósfera superior. Al viajar a velocidades relativistas, los muones pueden penetrar decenas de metros en rocas y otros materiales antes de atenuarse como resultado de la absorción o la desviación por otros átomos. [ 16 ]

Cuando un protón de un rayo cósmico impacta los núcleos atómicos en la atmósfera superior, se crean piones . Estos se desintegran en una distancia relativamente corta (metros) en muones (su producto de desintegración preferido) y neutrinos muónicos . Los muones de estos rayos cósmicos de alta energía generalmente continúan en la misma dirección que el protón original, a una velocidad cercana a la de la luz . Aunque su vida útil sin efectos relativistas permitiría una distancia de supervivencia de tan solo unos 456  m (2,197 μs × ln(2) × 0,9997 c ) como máximo (visto desde la Tierra), el efecto de dilatación del tiempo de la relatividad especial (desde el punto de vista de la Tierra) permite que los muones secundarios de los rayos cósmicos sobrevivan al vuelo hasta la superficie terrestre, ya que en el sistema de referencia de la Tierra los muones tienen una vida media más larga debido a su velocidad. Desde el punto de vista ( sistema de referencia inercial ) del muón, por otro lado, es el efecto de contracción de la longitud propio de la relatividad especial el que permite esta penetración, ya que en el sistema de referencia del muón su vida útil no se ve afectada, pero dicha contracción provoca que las distancias a través de la atmósfera y la Tierra sean mucho menores que las distancias en el sistema de referencia terrestre. Ambos efectos son igualmente válidos para explicar la inusual supervivencia del muón rápido a grandes distancias.

Dado que los muones penetran la materia ordinaria de forma inusual, al igual que los neutrinos, también son detectables a gran profundidad (700  m en el detector Soudan 2 ) y bajo el agua, donde constituyen una parte importante de la radiación ionizante de fondo natural. Como se ha mencionado, al igual que los rayos cósmicos, esta radiación muónica secundaria también es direccional.

La misma reacción nuclear descrita anteriormente (es decir, impactos hadrón-hadrón para producir haces de piones, que luego se desintegran rápidamente en haces de muones a cortas distancias) es utilizada por los físicos de partículas para producir haces de muones, como el haz utilizado para el experimento del muón g −2 . [ 17 ]

Desintegración del muón

Diagrama de Feynman de primer orden para el modo de desintegración más común del muón.

Los muones son partículas elementales inestables y tienen mayor masa que los electrones y los neutrinos. Dado que los muones tienen menor masa que todos los hadrones, no aparecen hadrones en sus desintegraciones. Los muones se desintegran mediante la interacción débil . Debido a que los números de la familia leptónica se conservan en ausencia de una oscilación inmediata de neutrinos extremadamente improbable , uno de los neutrinos producto de la desintegración del muón debe ser un neutrino de tipo muónico y el otro un antineutrino de tipo electrónico (la desintegración del antimuón produce las antipartículas correspondientes, como se detalla más adelante).

Dado que la carga debe conservarse, uno de los productos de la desintegración del muón es siempre un electrón con la misma carga que el muón (un positrón si se trata de un muón positivo). Por lo tanto, todos los muones se desintegran en al menos un electrón y dos neutrinos. En ocasiones, además de estos productos necesarios, se producen otras partículas adicionales que no tienen carga neta y cuyo espín es cero (por ejemplo, un par de fotones o un par electrón-positrón).

La vida media, τ = ħ / Γ , del muón (positivo) es2,196 9811 ± 0,000 0022 μs  . [ 4 ] Se ha establecido que la igualdad de las vidas medias del muón y del antimuón es mejor que una parte en 10 4 . [ 18 ]

Modos de decaimiento

El modo de desintegración dominante del muón (a veces llamado desintegración de Michel en honor a Louis Michel ) es el más simple posible: el muón se desintegra en un electrón, un antineutrino electrónico y un neutrino muónico. Los antimuones, de forma simétrica, se desintegran con mayor frecuencia en las antipartículas correspondientes: un positrón , un neutrino electrónico y un antineutrino muónico. En términos formulados, estas dos desintegraciones son:

μ −→ e −+ νe +νμ
μ +→ e ++ νe + νμ

Además, se producen cinco desintegraciones de cuerpos con una relación de ramificación de aproximadamente 3.4∗10−5{\displaystyle ~3.4*10^{-5}}. [ 19 ]

μ −→ e −+ νe + νμ +e −+ e +

También se producen desintegraciones radiactivas con una relación de ramificación de aproximadamente 6∗10−8{\displaystyle ~6*10^{-8}}. [ 19 ]

μ −→ e −+ νe + νμ +γ

Descomposiciones prohibidas

Ciertos modos de desintegración sin neutrinos están permitidos cinemáticamente, pero, a efectos prácticos, están prohibidos en el Modelo Estándar , incluso considerando que los neutrinos tienen masa y oscilan. Ejemplos prohibidos por la conservación del sabor leptónico son:

μ −→ e −+ γ

y

μ −→ e −+ e ++ e −.

Teniendo en cuenta la masa del neutrino, una desintegración como μ −→ e −La desintegración + γ es técnicamente posible en el Modelo Estándar (por ejemplo, mediante la oscilación de un neutrino muónico virtual en un neutrino electrónico), pero dicha desintegración es extremadamente improbable y, por lo tanto, debería ser inobservable experimentalmente. Menos de una de cada 10⁵⁰ desintegraciones de muones debería producir tal desintegración.

La observación de tales modos de desintegración constituiría una clara evidencia de teorías más allá del Modelo Estándar . Los límites superiores para las fracciones de ramificación de tales modos de desintegración se midieron en muchos experimentos que comenzaron hace más de 60 años. El límite superior actual para el μ +→ e +La fracción de ramificación + γ se midió entre 2009 y 2013 en el experimento MEG y es4,2 × 10 −13 . [ 20 ]

Tasa de decaimiento teórica

El ancho de desintegración del muón que se deduce de la regla de oro de Fermi tiene dimensión de energía y debe ser proporcional al cuadrado de la amplitud y, por lo tanto, al cuadrado de la constante de acoplamiento de Fermi (GRAMOF{\displaystyle G_{\text{F}}}), con una dimensión global de la cuarta potencia inversa de la energía. Mediante análisis dimensional , esto conduce a la regla de Sargent de dependencia de quinta potencia en m μ , [ 21 ] [ 22 ]Γ=GRAMOF2metroμ5192π3I(metromi2metroμ2),{\displaystyle \Gamma ={\frac {G_{\text{F}}^{2}m_{\mu }^{5}}{192\pi ^{3}}}I\left({\frac {m_{\text{e}}^{2}}{m_{\mu }^{2}}}\right),} dóndeI(incógnita)=1−8incógnita−12incógnita2ln⁡incógnita+8incógnita3−incógnita4{\displaystyle I(x)=1-8x-12x^{2}\ln x+8x^{3}-x^{4}}, [ 22 ] yincógnita=2mimimetroμdo2{\displaystyle x={\frac {2E_{\text{e}}}{m_{\mu }c^{2}}}}es la fracción de la energía máxima transmitida al electrón.

Las distribuciones de desintegración del electrón en las desintegraciones de muones se han parametrizado utilizando los denominados parámetros de Michel. Los valores de estos cuatro parámetros se predicen de forma inequívoca en el Modelo Estándar de la física de partículas, por lo que las desintegraciones de muones constituyen una buena prueba de la estructura espaciotemporal de la interacción débil . Hasta el momento, no se ha encontrado ninguna desviación de las predicciones del Modelo Estándar.

Para la desintegración del muón, la distribución de desintegración esperada para los valores del Modelo Estándar de los parámetros de Michel es ∂2Γ∂incógnita∂porque⁡θ∼incógnita2[(3−2incógnita)+PAGμporque⁡θ(1−2incógnita)],{\displaystyle {\frac {\partial ^{2}\Gamma }{\partial x\,\partial {\cos \theta }}}\sim x^{2}[(3-2x)+P_{\mu }\cos \theta \,(1-2x)],} dóndeθ{\displaystyle \theta }es el ángulo entre el vector de polarización del muónPAGμ{\displaystyle \mathbf {P} _ {\mu }}y el vector de momento del electrón de desintegración, yPAGμ=|PAGμ|{\displaystyle P_{\mu }=|\mathbf {P} _{\mu }|}es la fracción de muones que están polarizados hacia adelante. Integrando esta expresión sobre la energía del electrón se obtiene la distribución angular de los electrones hijos: dΓdporque⁡θ∼1−13PAGμporque⁡θ.{\displaystyle {\frac {\mathrm {d} \Gamma }{\mathrm {d} {\cos \theta }}}\sim 1-{\frac {1}{3}}P_{\mu }\cos \theta .} La distribución de energía electrónica integrada sobre el ángulo polar (válida paraincógnita<1{\displaystyle x<1}) es dΓdincógnita∼(3incógnita2−2incógnita3).{\displaystyle {\frac {\mathrm {d} \Gamma }{\mathrm {d} x}}\sim (3x^{2}-2x^{3}).}

Debido a que la dirección en la que se emite el electrón (un vector polar) se alinea preferentemente en sentido opuesto al espín del muón (un vector axial ), la desintegración es un ejemplo de no conservación de la paridad por la interacción débil. Esta es esencialmente la misma señal experimental que se utilizó en la demostración original . De forma más general, en el Modelo Estándar, todos los leptones cargados se desintegran mediante la interacción débil y, por lo tanto, violan la simetría de paridad.

átomos muónicos

El muón fue la primera partícula elemental descubierta que no aparece en los átomos ordinarios .

Átomos de muones negativos

Los muones negativos pueden formar átomos muónicos (anteriormente llamados átomos mu-mésicos) al reemplazar un electrón en átomos ordinarios. Los átomos de hidrógeno muónicos son mucho más pequeños que los átomos de hidrógeno típicos, ya que la masa mucho mayor del muón le confiere una función de onda de estado fundamental mucho más localizada que la observada para el electrón. En átomos multielectrónicos, cuando solo uno de los electrones es reemplazado por un muón, el tamaño del átomo sigue estando determinado por los demás electrones, y el tamaño atómico permanece prácticamente inalterado. No obstante, en tales casos, el orbital del muón sigue siendo más pequeño y mucho más cercano al núcleo que los orbitales atómicos de los electrones.

Se han utilizado mediciones espectroscópicas en hidrógeno muónico para obtener una estimación precisa del radio del protón . [ 23 ] Los resultados de estas mediciones divergieron del valor aceptado en ese momento, dando lugar al llamado enigma del radio del protón . Posteriormente, este enigma se resolvió cuando se dispuso de nuevas mediciones mejoradas del radio del protón en el hidrógeno electrónico. [ 24 ]

El helio muónico se crea sustituyendo un muón por uno de los electrones del helio-4. El muón orbita mucho más cerca del núcleo, por lo que el helio muónico puede considerarse un isótopo del helio cuyo núcleo consta de dos neutrones, dos protones y un muón, con un solo electrón en el exterior. Químicamente, el helio muónico, al poseer un electrón de valencia desapareado , puede unirse a otros átomos y se comporta más como un átomo de hidrógeno que como un átomo de helio inerte. [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

Los átomos de hidrógeno pesado muónicos con un muón negativo pueden experimentar fusión nuclear en el proceso de fusión catalizada por muones , tras lo cual el muón puede abandonar el nuevo átomo para inducir la fusión en otra molécula de hidrógeno. Este proceso continúa hasta que el muón negativo es capturado por un núcleo de helio, donde permanece hasta su desintegración.

Los muones negativos ligados a átomos convencionales pueden ser capturados ( captura de muones ) mediante la fuerza débil por protones en los núcleos, en un proceso similar a la captura de electrones. Cuando esto ocurre, se produce una transmutación nuclear : el protón se convierte en un neutrón y se emite un neutrino muónico.

átomos de muones positivos

Un muón positivo , al detenerse en la materia ordinaria, no puede ser capturado por un protón, ya que las dos cargas positivas solo pueden repelerse. El muón positivo tampoco es atraído por el núcleo de los átomos. En cambio, se une a un electrón aleatorio y con este electrón forma un átomo exótico conocido como átomo de muonio (mu). En este átomo, el muón actúa como núcleo. El muón positivo, en este contexto, puede considerarse un pseudoisótopo del hidrógeno con una novena parte de la masa del protón. Debido a que la masa del electrón es mucho menor que la masa tanto del protón como del muón, la masa reducida del muonio, y por lo tanto su radio de Bohr , es muy cercana a la del hidrógeno . Por consiguiente, este par ligado muón-electrón puede tratarse, en una primera aproximación, como un "átomo" de corta duración que se comporta químicamente como los isótopos del hidrógeno ( protio , deuterio y tritio ).

Tanto los muones positivos como los negativos pueden formar parte de un átomo pi-mu de corta duración, compuesto por un muón y un pión de carga opuesta. Estos átomos se observaron en la década de 1970 en experimentos realizados en el Laboratorio Nacional de Brookhaven y en Fermilab . [ 28 ] [ 29 ] El muonio verdadero , un estado ligado compuesto por un muón positivo y uno negativo, es teóricamente posible, pero hasta ahora no se ha observado.

Momento dipolar magnético anómalo

El momento dipolar magnético anómalo es la diferencia entre el valor observado experimentalmente del momento dipolar magnético y el valor teórico predicho por la ecuación de Dirac . La medición y predicción de este valor es muy importante en las pruebas de precisión de la electrodinámica cuántica (QED) . El experimento E821 [ 30 ] en Brookhaven y el experimento Muon g-2 en Fermilab estudiaron la precesión del espín del muón en un campo magnético externo constante mientras los muones circulaban en un anillo de almacenamiento confinado . La colaboración Muon g -2 informó [ 31 ] en 2021:

a=|gramo|−22=0,001165920715(145).{\displaystyle a={\frac {|g|-2}{2}}=0,001165920715(145).}

La predicción del valor del momento magnético anómalo del muón incluye tres partes:

a μ SM = a μ QED + a μ EW + a μ had .

La diferencia entre los factores g del muón y el electrón se debe a su diferencia de masa. Debido a la mayor masa del muón, las contribuciones al cálculo teórico de su momento dipolar magnético anómalo provenientes de las interacciones débiles del Modelo Estándar y de contribuciones que involucran hadrones son importantes al nivel de precisión actual, mientras que estos efectos no son importantes para el electrón. El momento dipolar magnético anómalo del muón también es sensible a las contribuciones de nueva física más allá del Modelo Estándar , como la supersimetría . Por esta razón, el momento magnético anómalo del muón se usa normalmente como una sonda para nueva física más allá del Modelo Estándar en lugar de como una prueba de QED . [ 32 ] Muon g −2 , un nuevo experimento en Fermilab que utiliza el imán E821 mejoró la precisión de esta medición. [ 33 ] 

En 2020, un equipo internacional de 170 físicos calculó la predicción más precisa para el valor teórico del momento magnético anómalo del muón. [ 34 ] [ 35 ]

Muón g−2

Muon g-2 es un experimento de física de partículas en Fermilab para medir el momento dipolar magnético anómalo de un muón con una precisión de 0,14  ppm, [ 36 ] [ 37 ] lo que constituye una prueba sensible del Modelo Estándar. [ 38 ] También podría proporcionar evidencia de la existencia de partículas completamente nuevas. [ 39 ]

En 2021, el experimento Muon g −2 presentó sus primeros resultados de un nuevo promedio experimental que aumentó la diferencia entre el experimento y la teoría a 4,2 desviaciones estándar. [ 40 ]

momento dipolar eléctrico

El límite experimental actual del momento dipolar eléctrico del muón , | d μ | <El valor de 1,9 × 10⁻¹⁹ e ·cm  , establecido por el experimento E821 en Brookhaven, supera en varios órdenes de magnitud la predicción del Modelo Estándar. La observación de un momento dipolar eléctrico del muón distinto de cero proporcionaría una fuente adicional de violación de CP . Se espera una mejora en la sensibilidad de dos órdenes de magnitud con respecto al límite de Brookhaven gracias a los experimentos en Fermilab.

Se espera que el experimento Fermilab Muon g−2 extienda la sensibilidad a alrededor de 10^−20 con el conjunto completo de datos. [ 41 ]

Radiografía y tomografía de muones

Dado que los muones penetran mucho más profundamente que los rayos X o los rayos gamma , la tomografía de muones puede utilizarse con materiales mucho más gruesos o, con fuentes de rayos cósmicos, con objetos de mayor tamaño. Un ejemplo es la tomografía de muones comercial, utilizada para obtener imágenes de contenedores de carga completos y detectar material nuclear blindado , así como explosivos u otro contrabando. [ 42 ]

La técnica de radiografía de transmisión de muones basada en fuentes de rayos cósmicos se utilizó por primera vez en la década de 1950 para medir la profundidad de la capa superficial de un túnel en Australia [ 43 ] y en la década de 1960 para buscar posibles cámaras ocultas en la Pirámide de Kefrén en Giza . [ 44 ] En 2017, se informó del descubrimiento de un gran vacío (con una longitud mínima de 30 metros) mediante la observación de muones de rayos cósmicos. [ 45 ]

En 2003, los científicos del Laboratorio Nacional de Los Alamos desarrollaron una nueva técnica de imagen: la tomografía por dispersión de muones . Con esta técnica, se reconstruyen las trayectorias de entrada y salida de cada partícula, como en el caso de los tubos de deriva de aluminio sellados . [ 46 ] Desde el desarrollo de esta técnica, varias empresas han comenzado a utilizarla.

En agosto de 2014, Decision Sciences International Corporation anunció que Toshiba  le había adjudicado un contrato para el uso de sus detectores de seguimiento de muones en la recuperación del complejo nuclear de Fukushima . [ 47 ] Se propuso que el Fukushima Daiichi Tracker realizara algunos meses de mediciones de muones para mostrar la distribución de los núcleos del reactor. En diciembre de 2014, Tepco informó que utilizarían dos técnicas diferentes de imágenes de muones en Fukushima, el "método de escaneo de muones" en la Unidad 1 (la más dañada, donde el combustible puede haber salido del recipiente del reactor) y el "método de dispersión de muones" en la Unidad 2. [ 48 ] El Instituto Internacional de Investigación para el Desmantelamiento Nuclear IRID en Japón y la Organización de Investigación de Aceleradores de Alta Energía KEK llaman al método que desarrollaron para la Unidad 1 el "método de permeación de muones"; 1200 fibras ópticas para la conversión de longitud de onda se iluminan cuando los muones entran en contacto con ellas. [ 49 ] Después de un mes de recolección de datos, se espera revelar la ubicación y la cantidad de restos de combustible que aún se encuentran dentro del reactor. Las mediciones comenzaron en febrero de 2015. [ 50 ]     

Véase también

Referencias

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  6. ↑ "Valor CODATA 2022: momento magnético del muón" . Referencia del NIST sobre constantes, unidades e incertidumbre . NIST . Mayo de 2024. Consultado el 18 de mayo de 2024 .
  7. ↑ "Valor CODATA 2022: relación entre el momento magnético del muón y el magnetón de Bohr" . Referencia del NIST sobre constantes, unidades e incertidumbre . NIST . Mayo de 2024. Consultado el 18 de mayo de 2024 .
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  • Logotipo de Wikimedia CommonsContenido multimedia relacionado con los muones en Wikimedia Commons
  • Imagen astronómica del día de la NASA: Momento magnético anómalo del muón y supersimetría (28 de agosto de 2005)
  • "experimento g-2" . Momento magnético anómalo del muón.
  • "Experimento muLan" . Archivado del original el 2 de septiembre de 2006. Medición de la vida media del muón positivo.
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