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μ子

一种轻子

μ子（Muon），又称渺子、缪子，是一种轻子，它带有-1的基本电荷及1/2的自旋。缪子是自然界的基本粒子之一，具有极强的穿透能力，可以实现大型目标物的无接触、深穿透和无损成像，与常规人工射线装置相比具有不可比拟的优势。基于缪子成像技术，中国研发出成套的高精度设备，可以较为精确地对规模较大的文物古迹进行安全的内部探测，助力文物古迹的考古与保护。

简介
μ子（Muon），又称渺子，是一种轻子，它带有-1的基本电荷及1/2的自旋。它的符号是μ-。μ子的反粒子是反μ子。虽然μ子不是介子，但它有时会称作“μ介子”。它的静质量为电子的 207 倍（约 105.6 MeV/c2），它环绕原子核的距离比电子近200倍左右。故μ子可看成超重版的电子。μ子为宇宙中的π介子衰变时产生。它的半衰期为2.2微秒，主要的衰变模式为一电子、反电子中微子和μ子中微子。由于产生的μ子接近光速，因此在狭义相对论中的时间膨胀效应之下，μ子衰变时间延长，使μ子有机会到达地球表面。
发现历史
1936年安德森在宇宙线实验中发现了一种质量约为电子质量206.77倍的带正或负单位电荷的粒子。当时人们曾认为它就是汤川预言的核力的媒介粒子，称之为μ介子。但是以后多年的研究发现，μ介子与原子核的相互作用很弱，即使在非常近的距离也没有表现出有超出电磁相互作用以外的其他相互作用，它不可能是汤川所预言的那种介子。
由于μ介子实际上并不是原来含义下的介子，它被称为介子乃是历史的误会。因此后来就统一称之为μ子而不再称它为μ介子，μ子也是不稳定粒子，自由μ子的平均寿命是2.197微秒，是中子平均寿命的四亿分之一。在迄今为止所发现的不稳定的粒子中，μ子是除中子外平均寿命最长的粒子。μ子衰变时转化为一个电子、一个中微子和一个反中微子。
2023年8月，美国费米国家加速器实验室的物理学家发现新证据，表明缪子（μ子，一种亚原子粒子）的摆动程度远远超过了应有的程度，他们认为应有一种未知的力在推动它。
相关介绍
μ子是一种轻子，它带有-1的基本电荷及1/2的自旋。它的符号是μ-。渺子的反粒子是反渺子。
虽然μ子不是介子，但它有时会称作“μ介子”。（参见历史）
它的质量为电子的 207 倍（约 105.6 MeV）。故渺子可看成超重版的电子。
μ子和宇宙中的π介子衰变时产生。它在生成的2.2微秒后便会衰变成一粒电子、反电子中微子和渺子中微子。由于渺子的速度很高，故狭义相对论中的时间膨胀令渺子衰变时间延长，使渺子有机会到达地球表面。
μ子是在1936年由卡尔·安德森发现的。安德森研究宇宙射线时发现有一种粒子在穿过磁场时弯曲的形态与已知的粒子不同，它的弯曲度比电子小，却比质子大。
安德森推断这种粒子有与电子相同的电荷，而质量则在电子和质子之间。故他命名此等粒子为“Mesotron”，意为“中间的粒子”。不久，有电子和质子质量之间的粒子陆续被发现，而这些粒子统称作“介子”。Mesotron 改名为“μ介子”。
可是μ介子与其他介子十分不同，例如它衰变时会放出一中微子和反中微子，而非如其他介子般放出二者其一。这显出μ介子并不是介子，而此名亦遭废弃，后改称作“μ子”。
相关数据
符号： μ−
发现时间： 1936年
发现者： 卡尔·安德森
基本性质
质量： 105.6 MeV/c2
电荷： -1
自旋： 1/2
受作用力： 引力、电磁力、弱核力
半衰期： 2.2 µs
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