Muonium

Muonium je exotická atom vytvořena z antimuon u Stabilizátory + vázán k elektronu e - . Objeven v roce 1960 je podobný atomu vodíku a má životnost přibližně 2,2  µs , během níž se chová jako chemický prvek s vlastnostmi podobnými vlastnostem vodíku . Lze jej tedy považovat za nejlehčí z izotopů vodíku . V názvosloví IUPAC , přiřadí si chemická značka Mu , s diferencovaným notace pro elementární částice , samotné muonium, a muoniide aniontu vytvořeného ze dvou elektronů vázány k antimuon:

Názvosloví IUPAC
Částice Příjmení Symbol
µ + antimuon Mu +
µ + e - muonium Mu •
µ + (e - ) 2 muoniure Mu -

Vlastnosti a studium muonia

Muonium má ionizační energii a Bohrův poloměr rovný vodíku , deuteriu a tritiu do 0,5%, ale jeho hmotnost je pouze jedna devátá oproti vodíku. Z chemického hlediska se chová jako ultralehký radioaktivní izotop vodíku a nomenklatura IUPAC mu přiřazuje chemický symbol Mu .

Díky charakteristickému podpisu jeho rozpadu lze muonium snadno pozorovat ve vodném roztoku v přítomnosti zdroje mionů, pokud jsou k dispozici příslušné detektory částic. Tvorba a rozpad mionů ve skutečnosti porušuje princip zachování parity a na této vlastnosti je založeno několik technik polarizace mionových spinů , které umožňují znát chemický stav muonia v době jeho rozpadu. znamená identifikovat molekulární sloučeniny, kterých byla v té době součástí. Porovnáním těchto informací s volným muoniem je možné stanovit chemickou kinetiku reakcí, kterých se muonium účastní.

Vzhledem k tomu, že mion je lepton , lze energetické hladiny muonia vypočítat s velkou přesností pomocí kvantové elektrodynamiky , na rozdíl od atomu vodíku , u kterého je přesnost omezena nejistotami. Na úrovni samotné struktury protonu . To je důvod, proč je muonium ideálním systémem pro studium kvantové elektrodynamiky vázaných stavů a testování limitů standardního modelu .

Exotické atomy vyrobeny up mion a antimuon se nazývá „  pravda muonium  “. Dosud to nebylo pozorováno, ale mohlo to být způsobeno srážkami mezi paprsky elektronů a pozitronů .

Jako příklad je zde uvedeno několik sloučenin muonia:

Vzorec Příjmení
Mu 2nebo (μ + e - ) 2 dimuonium
HMuO vodík a oxid hoonnatý (ekvivalent molekuly vody, kde je H nahrazen Mu)
NaMu muoniid sodný
MuCl chlorid muonný
CH 3 Mu muoniomethan
MuH vodík-muonium
Mu - nebo µ + (e - ) 2 muonidový ion
µ + µ - muonium muonium, také nazýván „  pravda muonium  “: ekvivalent muonium kde elektron je nahrazen mion .
Srovnatelný s těžkou verzí pozitronia .

Poznámky a odkazy

  1. (in) "  muonium  " Kompendium chemického názvosloví [ "  Gold Book  "], IUPAC 1997, opravené verze on-line (2006), 2 th  ed.
  2. (in) VW Hughes, DW McColm, K. a R. Ziock Prepost , „  Formation of Muonium and Observation of ict Larmor Precession  “ , Physical Review Letters , sv.  5, n o  63, 15. července 1960, str.  63-65 ( DOI  10.1103 / PhysRevLett.5.63 , Bibcode  1960PhRvL ... 5 ... 63H , číst online )
  3. (in) David C. Walker, Muon and Muonium Chemistry , Cambridge University Press, 1983, str.  4 . ( ISBN  978-0-521-24241-7 )
  4. (in) Donald G. Fleming, Donald J. Arseneau, Oleksandr Sukhorukov, Jess H. Brewer, Steven L. Mielke, George C. Schatz, Bruce C. Garrett, Kirk A. Peterson, Donald G. Truhlar , „  Kinetic Isotope účinky pro reakce Muonic helia a Muonium s H 2  » , Science , roč.  331, n O  6016,28. ledna 2011, str.  448-450 ( PMID  21273484 , DOI  10.1126 / science.1199421 , Bibcode  2011Sci ... 331..448F , číst online )
  5. (in) WH Koppeno , „  Názvy atomů muonia a vodíku Atomy a jejich (doporučení IUPAC 2001)  “ , Pure and Applied Chemistry , sv.  73, n O  2 2001, str.  377-379 ( DOI  10.1351 / pac200173020377 , číst online )
  6. (in) WH Koppenol , „  Názvy atomů muonia a vodíku Atomy a jejich (doporučení IUPAC 2001)  “ , Pure and Applied Chemistry , Walter de Gruyter GmbH, sv.  73, n O  21 st 01. 2001, str.  377–379 ( ISSN  1365-3075 , DOI  10.1351 / pac200173020377 , číst online ).
  7. (in) Klaus P. Jungmann , „  Minulost, současnost a budoucnost muonia  “ , Sborník z pamětního sympozia na počest Vernona Willarda Hughese, New Haven, Connecticut, USA , prosince 2004( ISBN  978-981-256-050-6 , DOI  10.1142 / 9789812702425_0009 , Bibcode  2004shvw.conf..134J , arXiv  0404013v1 , číst online )
  8. (in) Henry Lamm a Richard F. Lebed , „  True muonium (μ + μ - ) na předním světle  “ , Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics , sv.  41, N O  12 10. listopadu 2014( DOI  10.1088 / 0954-3899 / 41/12/125003 , Bibcode  2013arXiv1311.3245L , arXiv  1311.3245v3 )
  9. (in) „  CHEBI: 46620 - dimuonium  “ na http://www.ebi.ac.uk/ , Evropském bioinformatickém institutu (přístup 28. července 2018 ) .
  10. (in) „  CHEBI: 46622 - hydrogen oxide muonium  “ na http://www.ebi.ac.uk/ , Evropském institutu pro bioinformatiku (přístup 28. července 2018 ) .
  11. (in) „  CHEBI: 46624 - muonid sodný  “ na http://www.ebi.ac.uk/ , Evropském institutu pro bioinformatiku (přístup 28. července 2018 ) .
  12. (in) „  CHEBI: 46625 - muonium chlorid  “ na http://www.ebi.ac.uk/ , Evropském bioinformatickém institutu (přístup 28. července 2018 ) .
  13. (in) „  CHEBI: 46626 - muoniomethane  “ na http://www.ebi.ac.uk/ , Evropském bioinformatickém institutu (přístup 28. července 2018 ) .
  14. (in) „  CHEBI: 46627 - hydrogen muonium  “ na http://www.ebi.ac.uk/ , Evropském institutu pro bioinformatiku (přístup k 28. červenci 2018 ) .
  15. (in) „  CHEBI: 30215 - muonide  “ na http://www.ebi.ac.uk/ , Evropském bioinformatickém institutu (přístup 28. července 2018 ) .
  16. (in) „  CHEBI: 46621 - muonic muonium  “ na http://www.ebi.ac.uk/ , Evropském institutu pro bioinformatiku (přístup 28. července 2018 ) .

externí odkazy