Myon
Das Myon ist ein Elementarteilchen, das dem Elektron ähnelt, jedoch eine deutlich höhere Masse (105,6 MeV statt 0,511 MeV) aufweist. Wie das Elektron ist es mit einer Elementarladung negativ geladen, und besitzt einen halbzahligen Spin. Beide unterliegen nicht der starken Wechselwirkung. Das Antiteilchen des Myons, das Anti-Myon, ist wie das Positron einfach positiv geladen.Dem Standardmodell zufolge sind Elektron und Myon verwandte Teilchen. Beide gehören zur Klasse der Leptonen, nur dass das Elektron zur ersten der drei Familien gehört, das Myon zur zweiten. Das entsprechende Teilchen der dritten Familie - das Tau-Lepton, ist ebenfalls bereits nachgewiesen worden.
Die mittlere Lebensdauer eines freien Myons beträgt 2,2 · 10-6 s. Es zerfällt in ein Myon-Neutrino, ein Anti-Elektron-Neutrino und ein Elektron. Das Antimyon zerfällt analog, nur dass jeweils die Antiteilchen der vorgenannten Teilchen entstehen. Zusätzlich können beim Zerfall noch Gammateilchen (Photonen) erzeugt werden. Dem Standardmodell zufolge wird der Zerfall des Myons über ein W-Boson (siehe auch Boson) vermittelt.
Myonen (aber nicht Antimyonen) können aufgrund ihrer Ladung wie Elektronen an Atomkerne gebunden werden. Jedoch ist der zugehörige Bohrsche Radius der "Myonbahn" um den Atomkern im Verhältnis der Massen von Elektron und Myon kleiner. Die Folge ist, dass die Myonen viel stärker gebunden werden als die Elektronen. Üblicherweise gehen Myonen schon kurz nach dem Einfang in einen 1s-Zustand über. Bei schweren Atomkernen liegt aufgrund der kleinen Bahnradien ein großer Teil der Myon-Aufenthaltswahrscheinlichkeit im Atomkern. Dort kann es dann zum inversen Betazerfall kommen, bei dem das Myon absorbiert und ein Proton in ein Neutron verwandelt wird. Hierbei entsteht zusätzlich ein Neutrino, sowie eventuell eines oder mehrere Gamma-Quanten. Der neu entstandene Atomkern ist in vielen Fällen radioaktiv. Durchläuft dieser in der Folge einen "normalen" Beta-Zerfall, wird wieder der originale Atomkern hergestellt.
Da das gebundene Myon einen Teil der Kernladung abschirmt, verschieben sich die Energieniveaus aller anderen gebundenen Elektronen. Es können sich jedoch weiterhin zwei Elektronen gleichzeitig mit einem Myon im 1s-Zustand befinden. Das Verbot, dass sich keine zwei Fermionen im gleichen Zustand aufhalten können, gilt nicht für verschiedenartige Teilchen wie Elektron und Myon.
Myonen sind einer der wesentlichen Bestandteile der so genannten Höhenstrahlung. Sie werden in großer Höhe gebildet, wenn energiereiche kosmische Teilchen (vor allem Protonen und Alpha-Teilchen) auf die Atmosphäre treffen. Durch relativistische Zeitdilatation können sie trotz der kurzen Halbwertszeit die Erdoberfläche erreichen. Auf Meereshöhe werden in Deutschland ca. 200 Myonen pro Sekunde und Quadratmeter gezählt.
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