Захоплення мюона

Діаграма Фейнмана захоплення мюона. Негативно заряджений мюон захоплюється протоном. Протон перетворюється на нейтрон і випромінюється мюонне нейтрино. Взаємодія здійснюється за допомогою W-бозона.

Захоплення мюона — це захоплення негативного мюона протоном, що зазвичай призводить до утворення нейтрона та нейтрино, а іноді й гамма-фотона.

Захоплення мюонів важкими ядрами часто призводить до випромінювання частинок; найчастіше нейтрони, але також можуть випромінюватись заряджені частинки.

Звичайне захоплення мюона передбачає захоплення негативного мюона з атомної орбіталі без випромінювання гамма-фотона:

μ⁻
 +  p⁺
 →  ν_μ +  n⁰

Радіаційне захоплення мюона — це версія захоплення мюона, де випромінюється гамма-фотон:

μ⁻
 +  p⁺
 →  ν_μ +  n⁰
 +  γ

Теоретичною мотивацією для вивчення мюонного захоплення протоном є його зв'язок із викликаним протоном псевдоскалярним формфактором g_p .

Практичне застосування — утилізація ядерних відходів

Захоплення мюонів досліджується для практичного застосування в утилізації радіоактивних відходів, наприклад, у штучній трансмутації великої кількості довгоживучих радіоактивних відходів, які утворилися в усьому світі реакторами поділу. Радіоактивні відходи можуть бути перетворені на стабільні ізотопи після опромінення мюонами ( μ⁻
) від компактного прискорювача протонів.

Джерела

• T. Gorringe and H.W. Fearing (2004). Induced pseudoscalar coupling of the proton weak interaction. Rev. Mod. Phys. 76 (1): 31—91. arXiv:nucl-th/0206039. Bibcode:2003RvMP...76...31G. doi:10.1103/RevModPhys.76.31.
• V.A. Andreev та ін. (2007). Measurement of the Rate of Muon Capture in Hydrogen Gas and Determination of the Proton's Pseudoscalar Coupling g_P. Physical Review Letters. 99 (3): 032002. arXiv:0704.2072. Bibcode:2007PhRvL..99c2002A. doi:10.1103/PhysRevLett.99.032002. PMID 17678281.
• Nagamine, Kanetada (2016) «Nuclear Waste Disposal Method and its apparatus using muon-nuclear-absorption». (WO2016143144A1) Espacenet (Patent database).