Muoni...

[F1R3BL4D3]

Ho cercato su internet delle informazioni su queste particelle e in parte ne ho trovate.

Mi manca solo sapere come gli scienziati "si accorsero" di queste particelle!

Se qualcuno lo sa...

[maxsona]

Sono ignorante in materia però magari gli scienziati ne hanno solo teorizzato la loro esistenza, come gli astronomi predissero l'esistenza di Plutone in base alle perturbazioni nelle orbite di Urano e Nettuno.

[F1R3BL4D3]

Originariamente inviato da maxsona

Sono ignorante in materia però magari gli scienziati ne hanno solo teorizzato la loro esistenza, come gli astronomi predissero l'esistenza di Plutone in base alle perturbazioni nelle orbite di Urano e Nettuno.

EDIT:

e da quali effetti visibili (o meno) iniziarono a teorizzare la loro esistenza?



Purtroppo sul web questo aspetto non è trattato....

[ChristinaAemiliana]

Il muone fu scoperto negli anni 30 nel corso dei classici esperimenti che si facevano allora con le camere a nebbia, o a bolle...praticamente dei rivelatori in cui le particelle passano lasciando una traccia che poi viene interpretata e dalla quale si capisce che particella fosse quella che è passata.

Che io ricordi, fu una evidenza sperimentale inaspettata, nel senso che quegli esperimenti non servivano a cercare il muone, nè questo era stato precedentemente postulato sulla base di altri dati.

Insomma, la mia memoria mi dice che l'hanno trovato e basta.

[Banus]

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

Che io ricordi, fu una evidenza sperimentale inaspettata, nel senso che quegli esperimenti non servivano a cercare il muone, nè questo era stato precedentemente postulato sulla base di altri dati.

Mi ricordo che nella storia del muone compariva anche Yukawa e la sua teoria del pione:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.../muonhist.html

Yukawa nel 1933-34 aveva elaborato una teoria sull'interazione forte che prevedeva l'esistenza di una nuova particella, il pione, con una massa 200 volte più grande dell'elettrone. Quando il mesone è stato scoperto ('37) i fisici hanno pensato che fosse il pione, ma vedendo che non interagiva con protoni e neutroni hanno capito che si trattava di un'altra particella.
In questo modo però il muone non aveva nessun motivo teorico per esistere. Il fisico Isidor Rabi infatti negli anni '40 ha commentato la scoperta con la famosa frase: "Chi l'ha ordinato?"

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da Banus

Mi ricordo che nella storia del muone compariva anche Yukawa e la sua teoria del pione:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.../muonhist.html

Yukawa nel 1933-34 aveva elaborato una teoria sull'interazione forte che prevedeva l'esistenza di una nuova particella, il pione, con una massa 200 volte più grande dell'elettrone. Quando il mesone è stato scoperto ('37) i fisici hanno pensato che fosse il pione, ma vedendo che non interagiva con protoni e neutroni hanno capito che si trattava di un'altra particella.
In questo modo però il muone non aveva nessun motivo teorico per esistere. Il fisico Isidor Rabi infatti negli anni '40 ha commentato la scoperta con la famosa frase: "Chi l'ha ordinato?"

Diamine, hai ragione...adesso che l'hai raccontata me la ricordo anche io, la storiella!

[F1R3BL4D3]

Sempre i soliti!

Grazie Cristina e Banus per avermi tolto questa curiosità!

[guyver]

Nel 1935 H. Yukawa ipotizzò l'esistenza di una nuova particella che rendesse conto della forza nucleare, il mesone. Allo stesso modo che in un campo elettromagnetico gli intermediari della forza sono i fotoni, in un campo nucleare gli intermediari della forza dovevano essere queste nuove particelle. Dai calcoli Yukawa dedusse che questo nuovo quanto di energia (o particella), agente a livello di nucleo, doveva, avere una massa circa 200 volte più grande di quella dell'elettrone. Yukawa notò anche che il raggio d'azione di una forza doveva essere inversamente proporzionale alla massa alla massa della particella che la trasmette (ad esempio, il raggio d'azione della forza elettromagnetica è infinito in accordo con il fatto che il fotone è privo di massa). Questo quanto, il mesone, verrebbe scambiato tra un protone ed un neutrone, tra un neutrone ed un neutrone, tra un protone ed un protone, appartenenti al nucleo, senza appartenere né ad un protone né ad un neutrone (forze di scambio). Vi sono immagini tratte dal mondo macroscopico che possono far avvicinare alla comprensione di quanto detto: innanzitutto si può pensare al fatto che due giocatori di tennis sono uniti da una palla che si scambiano e che non appartiene a nessuno dei due (si può anche pensare a due cani che restano fortemente legati tra loro mentre si disputano un osso molto saporito). Per capire poi come sia possibile risalire teoricamente alla massa del mesone, si pensi a due giocatori di rugby: una palla, leggera se la lanciano a distanza, ma se la palla fosse di cannone se la dovrebbero passare stando spalla a spalla.

Per svariati anni si cercò con tutti i mezzi questa particella ma, a, parte qualche debole indizio, sembrava non ci fosse nulla da fare. Occorre giungere al 1947 quando i lavori di Conversi, Pancini e Piccioni, quelli di Fermi, Teller e Weisskopf, quelli di Sakata, Bothe ed altri, convinsero i fisici che questa particella, se c'era, doveva avere una vita brevissima, tale da rendere difficile la sua rivelazione.

Furono Lattes, Occhialini e Powell che riuscirono ad individuare questa particella ed a scoprirne i meccanismi di decadimento. Si scoprì poi che questi particolari mesoni, detti anche pioni (p), esistono in tre stati di carica: il p+ con massa 273, il p - con la stessa massa ed il p ° con massa 264 (tutte e tre queste particelle hanno spin 0). I modi di decadimento di questi pioni, che hanno una vita media di 10-8 s, sono elencati di seguito:

[il pione + è composto da un quark up e un quark down]


Come si vede, dal decadimento dei pioni, si originano altre particelle che non abbiamo mai incontrato: m+, m-, nm , e la medesima della precedente con una barra sopra , oltre ai fotoni g che già conosciamo. La prima particella citata è il muone, la seconda è l'antimuone ; il muone, analogamente all'antimuone, ha massa 207, spin 1/2 ed e' instabile, con una. vita media di circa 10-6 s. La terza particella è il neutrino del muone mentre l'ultima è l'antineutrino del muone (la differenza, principale tra il neutrino dell'elettrone e quello del muone è che mentre con i primi si possono produrre mesoni m , con i secondi ciò non è possibile).

Cerchiamo di capire perché servono tre tipi di mesoni p, per rendere conto della stabilità del nucleo.

All'interno del nucleo vi sono generalmente neutroni e protoni (chiamati nel loro insieme nucleoni). Iniziamo con il considerare ciò che accade tra un protone ed un neutrone.

Un protone espelle violentemente da sé un p+ e nel far questo perde la sua carica e diventa un neutrone. Il neutrone che sta vicino all'originario protone assorbe invece il p+ convertendosi in protone.


In accordo con questo modo di vedere, i neutroni ed i protoni di un nucleo si scambiano tra loro dei mesoni p+ e, nel far questo, gli uni si trasformano negli altri. Un nucleone è quindi alternativamente un protone ed un neutrone.
Un analogo processo riguarda p- . In questo caso il soggetto dal quale iniziamo è il neutrone: esso espelle un p- diventando conseguentemente un protone; il p- espulso viene catturato da un protone che diventa così un neutrone.

I p° invece, vengono scambiati tra medesime particelle: essi agiscono tra protone e protone e tra neutrone e neutrone.

E' importante osservare che il mesone, nel suo rapidissimo tempo di volo, non può esistere libero all'interno del nucleo. Si suole dire che esso ha una esistenza virtuale o che è una particella virtuale.

Ritornando un attimo al muone, dato che, come abbiamo detto, è una particella instabile, resta da vedere il suo modo di decadimento:



dal sito: http://www.fisicamente.net/index-167.htm

[razziadacqua]

Originariamente inviato da Banus

fisico Isidor Rabi infatti negli anni '40 ha commentato la scoperta con la famosa frase: "Chi l'ha ordinato?"

AhAHHAhAhah bellissima sta frase! :°D Me la dovrò ricordare a vita :°°D troppo bella!

Dopo essermi letto la storiellina ora mi leggo la STORIELLONA allegata precedentemente...

Cmq Banus...

[razziadacqua]

Leggendo il testone...mi sembra di capire che in realtà,al di fuori della canonica spiegazione scolastica del nucleo dell atomo,non c'è una reale esistenza netta di neutroni e protoni?
Ma in realtà un continuo divenire dell uno nell altro e viceversa?

Per caso questa cosa serve a giustificare gli Isotopi e le loro proprietà?

[Banus]

Originariamente inviato da razziadacqua

Leggendo il testone...mi sembra di capire che in realtà,al di fuori della canonica spiegazione scolastica del nucleo dell atomo,non c'è una reale esistenza netta di neutroni e protoni?

E' un modo per vedere le interazioni nel nucleo atomico. Abbiamo affrontato l'argomento molto tempo fa in questa discussione (spudoratamente autopromozionale ):
http://www.hwupgrade.it/forum/showth...hreadid=788232

[bjt2]

Originariamente inviato da razziadacqua

Leggendo il testone...mi sembra di capire che in realtà,al di fuori della canonica spiegazione scolastica del nucleo dell atomo,non c'è una reale esistenza netta di neutroni e protoni?
Ma in realtà un continuo divenire dell uno nell altro e viceversa?

Per caso questa cosa serve a giustificare gli Isotopi e le loro proprietà?

I protoni liberi (cioè non legati in un atomo) sono sostanzialmente stabili (per la teoria delle stringhe potrebbero essere instabili, ma la loro emivita stimata è almeno 10^35 anni!)

I neutroni liberi NON sono stabili. Decadono in un protone e qualcos'altro (un muone, mi pare, che poi dopo vari decadimenti, come quelli di sopra, si trasforma in elettrone. Mi pare che sia emesso anche un neutrino e qualcos'altro). Il tempo di emivita è inferiore ad un quarto d'ora (mi pare 811 secondi)...

[dsx2586]

I neutroni liberi decadono in un protone emettendo un elettrone e un antineutrino elettronico

[NeroCupo]

Una curiosità relativa ai muoni, è che anni addietro erano anche stati proposti per la fusione nucleare: siccome questi sono più di 200 volte più pesanti degli elettroni, facendo sì che prendano il posto degli elettroni i nuclei di idrogeno (protoni) al centro dell'atomo sarebbero stati così vicini da potersi fondere.
Il problema, se ben ricordo, è che sarebbe servita più energia per poter produrre i muoni che quella ottenuta dalla fusione nucleare risultante