Το 1936, οι Carl Anderson και Seth Neddermeyer από το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια ανακάλυψαν ένα νέο σωματίδιο: το Μιόνιο, το «βαρύτερο ξαδερφάκι του ηλεκτρονίου». Χωρίς να υπάρχει κάποια θεωρία που το προβλέπει την εποχή εκείνη, το μιόνιο αντιμετωπίστηκε με τόση έκπληξη που ο Νομπελίστας Isidor Rabi θρυλείται ότι είπε: «Ποιος το παρήγγειλε αυτό;»
Το μιόνιο είναι ένα σωματίδιο που δεν συναντούμε στη συνήθη ύλη γύρω μας. Πρόκειται για ένα «βαρύτερο ξαδερφάκι» του γνωστού μας ηλεκτρονίου, με μάζα 105.66 MeV/c2 (~200 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του ηλεκτρονίου) και αρνητικό φορτίο με τιμή ίση με αυτή του φορτίου του ηλεκτρονίου (qe=-1.6*10-19 C). Το μιόνιο ωστόσο είναι ασταθές.
Σε περίπου 2.2μs από τη στιγμή της γέννησής του, όπως θα τα μέτραγε ένα ρολόι που κινείται μαζί με το μιόνιο, διασπάται σε ένα ηλεκτρόνιο και δύο νετρίνα. Όπως όλα τα στοιχειώδη σωμάτια, θεωρείται σημειακό: δεν έχει διαστάσεις ή εσωτερική δομή, και για να το παρατηρήσω θα πρέπει να δω τα αποτελέσματα της αλληλεπίδρασής του με την ύλη.
Διότι τα μιόνια διασπώνται!!
Σαν μικροσκοπικές ωρολογιακές βόμβες, τα μιόνια έχουν μέσο χρόνο ζωής 2.2 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου (2.2 μs) με κάποια να ζουν περισσότερο, κάποια λιγότερο. Όταν ένα μιόνιο διασπαστεί, η ενέργεια ηρεμίας του είναι αρκετή για να παράξει ένα ηλεκτρόνιο και δύο άλλα ουδέτερα σωματίδια που λέγονται νετρίνο. Η ενέργεια ηρεμίας του μιονίου θα μετατραπεί σε ενέργεια ηρεμίας (mc2) των παραγόμενων σωματιδίων και σε κινητική τους ενέργεια. Καθώς η ενέργεια και η ορμή διατηρούνται, τα παραγόμενα σωματίδια θα μοιραστούν την ενέργεια και την ορμή του αρχικού σωματιδίου.
Ο θάλαμος νέφου
Ο θάλαμος νέφους ήταν ο πρώτος ανιχνευτής που αξιοποιήθηκε για την οπτικοποίηση των τροχιών φορτισμένων σωματιδίων. Μάθετε πως δουλεύει ένας θάλαμος νέφους και δείτε πως μπορείτε να φτιάξετε και εσείς έναν δικό σας.
Ανιχνευτές Μιονίων
Οι πειραματικές διατάξεις που σχεδιάζονται για την ανίχνευση μιονίων αξιοποιούν την ιδιότητά τους να έχουν μεγάλης εμβέλειας ευθύγραμμες τροχιές όταν διέρχονται από την ύλη.
Βιβλιογραφία-πηγές
Grupen, C. (2005). Astroparticle Physics. Springer.
H.V Klaptor-Kleingratheus, A. S. (1995). Non Accelerator Particle Physics. CRC Press.
www.reinforceeu.eu https://reinforce.ea.gr
https://www.zooniverse.org/projects/reinforce/cosmic-muonimages/
