Muon para niños
Datos para niños Muon (µ−) |
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|---|---|---|
| Composición | Partícula elemental | |
| Familia | Fermión | |
| Grupo | Leptón | |
| Generación | Segunda | |
| Interacción | Gravedad, Electromagnetismo, Interacción débil | |
| Antipartícula | Antimuón (µ+) | |
| Teorizada | − | |
| Descubierta | Carl David Anderson (1936) | |
| Masa | 105,6583745 ± 0,0000024 MeV/c2 | |
| Vida media | 2,1969811 ± 0,0000022 × 10−6 s | |
| Carga eléctrica | −1 e | |
| Carga de color | Neutra | |
| Espín |  |
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Un muon (se pronuncia "mu-ón") es una partícula elemental muy pequeña. Es parecida a un electrón, pero mucho más pesada. Tiene una carga eléctrica negativa y un espín de un medio.
Los muones pertenecen a una familia de partículas llamadas leptones. Se cree que los leptones, como el muon, no están hechos de partículas más pequeñas. Por eso, se les considera partículas fundamentales.
Contenido
¿Qué es un Muon?
Los muones son partículas subatómicas que no son estables. Esto significa que se desintegran o se transforman en otras partículas. Su vida media es de aproximadamente 2.2 microsegundos (µs). Aunque parezca muy poco tiempo, es bastante largo para una partícula tan pequeña.
¿Cómo se desintegra un Muon?
Un muon se desintegra porque interactúa con una fuerza llamada interacción débil. Cuando un muon se desintegra, casi siempre produce al menos tres partículas:
El Antimuón
Cada partícula elemental tiene una antipartícula asociada. El muon tiene su antipartícula, que se llama antimuón (µ+). El antimuón tiene la misma masa y espín que el muon, pero su carga eléctrica es opuesta (+1).
Propiedades del Muon
Masa y tamaño
Los muones son mucho más pesados que los electrones. Su masa es unas 200 veces mayor que la de un electrón. Existe otro leptón, el tau, que es aún más pesado que el muon.
Interacción con la materia
Debido a su mayor masa, los muones se frenan menos que los electrones cuando atraviesan materiales. Esto les permite viajar mucho más lejos. Por ejemplo, los muones que se forman por los rayos cósmicos en la atmósfera pueden llegar hasta la superficie de la Tierra e incluso a minas muy profundas.
¿Cómo se producen los Muones?
Los muones no se producen por la desintegración radiactiva normal. Se forman en interacciones de alta energía, como:
- Cuando los rayos cósmicos chocan con la atmósfera de la Tierra.
- En aceleradores de partículas, donde se hacen chocar partículas a gran velocidad.
Estas interacciones suelen producir primero otras partículas llamadas mesones pi, que luego se desintegran rápidamente en muones.
El Neutrino Muónico
Al igual que el electrón tiene un neutrino electrónico asociado, el muon tiene su propio neutrino muónico. Este neutrino es diferente del neutrino electrónico y participa en distintas reacciones.
El Muon en el Modelo Estándar
El Modelo Estándar es como el "manual" que describe todas las partículas fundamentales y las fuerzas que las unen. El muon pertenece a la segunda "generación" de leptones. El electrón está en la primera generación y el tau en la tercera. Todos los leptones son fermiones, lo que significa que tienen un espín de un medio.
Historia del Descubrimiento del Muon
El muon fue una de las primeras partículas elementales descubiertas que no formaba parte de los átomos que conocemos.
El descubrimiento
Fue descubierto en 1936 por los científicos Carl David Anderson y Seth Neddermeyer. Ellos estaban estudiando los rayos cósmicos usando una cámara de niebla. Observaron partículas que se curvaban de una manera diferente a los electrones y protones cuando pasaban por un campo electromagnético. La curvatura era intermedia, lo que indicaba que tenían una masa entre la del electrón y la del protón.
La confusión inicial
Antes del descubrimiento del muon, en 1935, un científico llamado Hideki Yukawa había predicho la existencia de una partícula. Esta partícula sería la encargada de transmitir la interacción nuclear fuerte, la fuerza que mantiene unidos los núcleos de los átomos. Se pensaba que esta partícula debía tener una masa unas 200 veces mayor que la del electrón.
Al principio, se creyó que el muon era la partícula predicha por Yukawa, ya que su masa coincidía. Por eso, lo llamaron "mesotrón" (que significa "intermedio"). Sin embargo, pronto se dieron cuenta de que el muon no interactuaba con la fuerza nuclear fuerte. Esto significaba que no podía ser la partícula de Yukawa. La verdadera partícula de Yukawa, el pion, fue descubierta más tarde, en 1947.
Cambio de nombre
Como el muon no era un mesón (partículas compuestas por quarks) y se comportaba más como un electrón pesado, los científicos decidieron cambiar su nombre. Dejó de llamarse "mu-mesón" y pasó a ser simplemente "muon".
Experimentos importantes
- En 1941, el Experimento de Rossi-Hall usó muones para demostrar un efecto de la relatividad especial de Einstein llamado dilatación del tiempo. Este efecto hace que el tiempo pase más lento para objetos que se mueven muy rápido.
- En 1960, se descubrieron los átomos de muonio. En estos átomos, un electrón orbita alrededor de un antimuón (un muon con carga positiva). Estos átomos son muy inestables y se desintegran rápidamente.
El descubrimiento del muon fue tan sorprendente que el premio Nobel Isidor Isaac Rabi bromeó diciendo: "¿Quién pidió esto?".
Galería de imágenes
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Cámara de muones del experimento CMS
Véase también
En inglés: Muon Facts for Kids
