Informasi Seputar | Passing Grade | Kunci Jawaban | SBMPTN

Mengenal Partikel Muon dan Antimuon


Profil Jurusan Perguruan Tinggi: Dalam model standar fisika partikel, muon (dari kata Yunani huruf mu digunakan untuk mewakilinya) adalah sebuah partikel fundamental semi stabil dengan muatan listrik negatip dan spin ½. Bersama-sama dengan elektron, tauon dan neutrino, ini dikelompokkan sebagai bagian keluarga lepton dari fermion. Seperti seluruh partikel fundamental, muon memiliki pasangan antimateri bermuatan berlawanan tetapi memiliki massa dan spin yang sama: antimuon.

Untuk alasan historis, muon kadang-kadang dirujuk sebagai mu meson, meskipun mereka tidak dikelompokkan sebagai meson oleh fisikawan partikel modern. Muon memiliki massa 207 kali massa elektron. Karena interaksi mereka adalah serupa dengan elektron, muon dapat seringkali dipikirkan sebagai elektron berat secara ekstrem. Muon dinyatakan oleh µ- dan antimuon oleh µ+.

Di bumi, muon diciptakan ketika pion bermuatan meluruh. Pion diciptakan di atmosfer atas oleh radiasi kosmis dan memiliki waktu peluruhan yang sangat pendek - beberapa nanodetik. Muon tercipta ketika peluruhan pion juga hidup pendek: waktu peluruhan mereka adalah 2,2 mikrodetik. Akan tetapi muon di atmosfer bergerak dengan kecepatan yang sangat tinggi, sehingga efek dilasi waktu dari relativitas khusus membuat mereka menjadi mudah dideteksi pada permukaan bumi.

Sebagaimana dengan kasus lepton bermuatan lain, terdapat muon-neutrino yang memiliki flavor yang sama seperti muon. Muon secara alami meluruh menjadi sebuah elektron, sebuah elektron-antineutrino, dan sebuah muon-neutrino.

Atom muonik
Muon adalah partikel elementer pertama yang ditemukan yang tidak muncul dalam atom biasa. Muon negatif dapat, bagaimana pun, membentuk atom muonik dengan menggantikan elektron dalam atom biasa. Atom muonik adalah jauh lebih kecil dibanding atom sejenis karena, untuk mengekalkan momentum anguler, muon yang lebih masif harus lebih dekat ke inti atom dibanding pasangan elektron yang kurang masif.


Muon positif, ketika dihentikan dalam materi biasa, dapat juga mengikat sebuah elektron dan membentuk atom muonium (Mu), dimana muon beraksi sebagai inti. Massa tereduksi dari muonium, yakni jari-jari Bohrnya, adalah sangat dekat ke hidrogen, oleh karenanya atom berumur pendek ini berperilaku secara kimiawi - dalam aproksimasi pertama - seperti isotopnya yang lebih berat, hidrogen, deuterium dan tritium.

Muon memiliki massa 105,7 MeV/c2, yang mana 206,7 kali massa elektron. Muon (dari huruf mu (μ) digunakan untuk mewakilinya) adalah partikel elementer dengan muatan listrik negatip dan spin ½. Muon memiliki waktu hidup rata-rata 2,2 μs, lebih panjang dibanding sembarang lepton, meson atau baryon tak stabil yang lain kecuali untuk neutron.

Sumber

Karena produksi muon memerlukan energi frame COM yang tersedia lebih dari 105 MeV, baik peristiwa peluruhan radioaktif biasa maupun peristiwa fisi dan fusi nuklir (semisal yang terjadi dalam reaktor nuklir dan senjata nuklir) tidak cukup energetik untuk menghasilkan muon. Hanya fisi nuklir menghasilkan energi peristiwa nuklir tunggal dalam cakupan ini, namun dikarenakan kendala kekekalan, muon tak dihasilkan.

Di bumi, seluruh muon yang terjadi secara natural dengan jelas dihasilkan oleh sinar kosmis, yang paling banyak terdiri dari proton, banyak yang datang dari ruang yang jauh pada energi yang sangat tinggi.
Sekitar 10.000 muon mencapai setiap meter persegi permukaan bumi setiap menit; bentuk partikel bermuatan ini sebagaimana hasil tumbukan sinar kosmis dengan molekul di atmosfer lebih atas. Penjalaran pada kecepatan relativistik, muon dapat menembus sepuluh meter ke dalam batuan dan materi lain sebelum menipis sebagai hasil absorpsi atau defleksi oleh atom-atom yang lain.

Ketika proton sinar kosmis menubruk nuklir atom udara di atmosfer bagian atas, pion dihasilkan. Peluruhan ini dalam jarak yang relatif pendek (meter) menjadi muon (hasil peluruhan yang “disukai” pion) dan neutrino.

Muon dari sinar kosmis energi tinggi ini, pada umumnya melanjutkan utamanya dalam arah yang sama sebagaimana proton awal, demikian juga pada kecepatan yang sangat tinggi. Disamping waktu hidup mereka, yang tanpa efek relativistik akan memperkenankan jarak paro hidup hanya sekitar 0,66 km paling banyak, efek dilasi waktu dari relativitas khusus memperkenankan muon sekunder sinar kosmis untuk mempertahankan penerbangannya menuju permukaan bumi.

Tentu saja, karena muon tidak biasa menembus materi biasa, seperti neutrino, mereka juga dapat dideteksi jauh di dalam tanah dan dalam air, dimana muon membentuk bagian utama radiasi ionisasi latar belakang natural.
Seperti sinar kosmis, sebagaimana dicatat, radiasi muon sekunder ini juga terarah. Reaksi nuklir yang sama dideskripsikan di atas (yakni tumbukan hadron-hadron untuk menghasilkan berkas pion, yang mana kemudian secara cepat meluruh menjadi berkas muon pada jarak pendek) digunakan oleh fisikawan partikel untuk menghasilkan berkas muon, semisal berkas yang digunakan untuk eksperimen rasio giromagnetik g-2 muon.

Dalam muon yang dihasilkan secara natural, proton energi sangat tinggi memulai proses ditinjau mengawali dari percepatan medan elektromagnetik pada jarak panjang antara bintang atau galaksi, dalam suatu cara analog dengan mekanisme percepatan proton yang digunakan dalam laboratorium pemercepat partikel.

Peluruhan
Peluruhan yang paling umum dari muon meliputi boson W. Muon adalah partikel elementer yang tak stabil dan lebih berat ketimbang elektron dan neutrino namun lebih ringan daripada seluruh partikel materi yang lain.

Muon meluruh melalui interaksi lemah menjadi elektron, dua neutrino dan mungkin partikel yang lain dengan muatan total nol. Hampir keseluruhan waktu, muon meluruh menjadi elektron, elektron-anti neutrino, dan muon-neutrino.

Anti-muon meluruh menjadi positron, neutrino elektron dan antineutrino-muon: Foton atau pasangan elektron-positron juga hadir dalam hasil peluruhan sekitar 1,4% waktu. Waktu hidup rata-rata muon adalah 2.197019 ± 0.000021 μs. Kesamaan waktu hidup muon dan anti-muon telah dibentuk terhadap satu bagian dalam 104.

Salam dari Profil Jurusan Perguruan Tinggi Indonesia 

Terimakasih telah mempelajari:" Mengenal Partikel Muon dan Antimuon " Silahkan Pelajari Artikel kami berikutnya.....

POST TERBARU