Muonio

El muonio ( / m juː . ˈ oʊ . n i . ə m / , mew- OH -nee-əm ) es un átomo exótico compuesto por un antimuón y un electrón , ^{[ 1 ]} que fue descubierto en 1960 por Vernon W. Hughes ^{[ 2 ]} y recibe el símbolo químico Mu. Durante elCon una vida útil de 2,2 µs  , el muonio puede experimentar reacciones químicas. ^{[ 3 ]}

Porque, al igual que un protón, la masa del antimuón es mucho mayor que la del electrón, muonio ( μ ⁺e ⁻) es más similar al hidrógeno atómico ( p ⁺e ⁻) que el positrónio ( e ⁺e ⁻Su radio de Bohr y su energía de ionización se encuentran dentro del 0,5 % de los del hidrógeno , el deuterio y el tritio , por lo que puede considerarse útilmente como un isótopo ligero exótico del hidrógeno. ^{[ 4 ]}

Aunque el muonio tiene una vida corta, los químicos físicos lo estudian utilizando espectroscopia de espín de muones (μSR), ^{[ 5 ]} una técnica de resonancia magnética análoga a la resonancia magnética nuclear (RMN) o la espectroscopia de resonancia de espín electrónico (ESR) . Al igual que la ESR, la μSR es útil para el análisis de transformaciones químicas y la estructura de compuestos con propiedades electrónicas novedosas o potencialmente valiosas. El muonio se estudia generalmente mediante rotación de espín de muones , en la que el espín del átomo de muonio precesa en un campo magnético aplicado transversalmente a la dirección del espín del muón (ya que los muones se producen típicamente en un estado polarizado en espín a partir de la desintegración de piones ), y mediante cruce de niveles evitado (ALC), que también se denomina resonancia de cruce de niveles (LCR). ^{[ 5 ]} Este último emplea un campo magnético aplicado longitudinalmente a la dirección de polarización y monitoriza la relajación de los espines de muones causada por transiciones de "flip/flop" con otros núcleos magnéticos.

Debido a que el muón es un leptón , los niveles de energía atómica del muonio pueden calcularse con gran precisión a partir de la electrodinámica cuántica (QED), a diferencia del caso del hidrógeno, donde la precisión está limitada por las incertidumbres relacionadas con la estructura interna del protón . Por esta razón, el muonio es un sistema ideal para estudiar la QED de estados ligados y también para buscar física más allá del Modelo Estándar . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

Normalmente, en la nomenclatura de la física de partículas, un átomo compuesto por una partícula con carga positiva ligada a un electrón se nombra según la partícula positiva, reemplazando el sufijo "-ión" por "-ión", en este caso "muión". Reemplazar "-ión" por (o añadir de otro modo) " -onio " se usa principalmente para estados ligados de una partícula con su propia antipartícula. El átomo exótico que consiste en un muón y un antimuón (que aún no se ha observado) se conoce como muonio verdadero .

• hidrógeno muónico
• Fusión catalizada por muones