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La captura de muones es la captura de un muón negativo por un protón , que generalmente resulta en la producción de un neutrón y un neutrino , y a veces un fotón gamma .
Excepto por el sabor del neutrino, tiene exactamente el mismo resultado que la captura electrónica , salvo que la gran masa-energía del muón hace que sea posible para todos los núcleos y hay tanta energía sobrante que un núcleo puede desintegrarse; para los núcleos pesados esto conduce a la emisión de partículas nucleares; con mayor frecuencia neutrones , pero también se pueden emitir partículas cargadas.
La captura ordinaria de muones ( OMC ) implica la captura de un muón negativo del orbital atómico sin emisión de un fotón gamma:
- μ − + p + → ν μ + n 0
La captura radiativa de muones ( RMC ) es una versión radiativa de la OMC, donde se emite un fotón gamma:
- μ − + p + → ν μ + n 0 + γ
La motivación teórica para el estudio de la captura de muones en el protón radica en su conexión con el factor de forma pseudoescalar inducido del protón g p [1]'
La medición más precisa de la tasa de captura de muones en el protón 𝛬 𝑆 =(714,9 ±5,4stat ±5,1syst) s −1 y la constante de acoplamiento pseudoescalar inducida g p =8,06 ±0,55 fue realizada por el experimento MUCAP [2,3] con una medición realizada en el Instituto Paul Scherrer , Suiza. El resultado está en excelente acuerdo con las predicciones teóricas [1].
Eliminación de residuos nucleares
La captura de muones se está investigando para su aplicación práctica en la eliminación de residuos radiactivos, por ejemplo, en la transmutación artificial de grandes cantidades de residuos radiactivos de larga vida que se han producido globalmente por reactores de fisión . Los residuos radiactivos pueden transmutarse en isótopos estables tras la irradiación por un muón incidente ( μ −) haz procedente de una fuente aceleradora de protones compacta .
Referencias
[1] T. Gorringe y HW Fearing (2004). "Acoplamiento pseudoescalar inducido de la interacción débil del protón". Rev. Mod. Phys . 76 (1): 31– 91. arXiv : nucl-th/0206039 . Bibcode : 2003RvMP...76...31G . doi : 10.1103/RevModPhys.76.31 .
[2] VA Andreev; et al. (2007). "Medición de la tasa de captura de muones en gas de hidrógeno y determinación del acoplamiento pseudoescalar del protón g P ". Physical Review Letters . 99 (3) 032002. arXiv : 0704.2072 . Bibcode : 2007PhRvL..99c2002A . doi : 10.1103/PhysRevLett.99.032002 . PMID 17678281 .
[3] VAAndreev et al, (2013) "Medición de la captura de muones en el protón con una precisión del 1 % y determinación del acoplamiento pseudoescalar 𝑔𝑃" Physical Review Letters 110 (3) 012504 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.012504
[4] Nagamine, Kanetada (2016) "Método de eliminación de residuos nucleares y su aparato mediante absorción nuclear de muones". (WO2016143144A1) Espacenet (Base de datos de patentes).
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