miniatura|Diagrama de Feynman d'una captura muònica: un muó negativament carregat interacciona amb un protó per mitjà del bosó W. Aquests es transformen en un neutró i un neutrí de tipus muònic.

La Captura muònica és la captura d'un muó negatiu per part d'un protó, que generalment resulta en un neutró i un neutrí o, menys sovint, en un fotó gamma.

Aquest procés és anàleg a la captura electrònica on, a les partícules inicials es canvia l'electró per un muó i, el neutrí produït ja no és de tipus electrònic sinó muònic per conservació del nombre leptònic. Una altra diferència important és que la gran massa del muó, comparada amb la de l'electró, proporciona prou energia per tal que aquesta reacció sigui possible en qualsevol nucli. De fet l'excés d'energia pot ser prou elevat per a desintegrar el nucli. En aquest cas, i sobretot per nuclis pesats, això pot induir l'emissió de partícules nuclears, sovint neutrons.

Captura muònica ordinària: en un àtom exòtic de tipus muònic, implica la captura del muó negatiu al seu orbital sense l'emissió de cap fotó gamma:

Captura muònica radiativa, on es produeix també un fotó gamma:

La motivació teòrica a l'hora d'estudiar la captura muònica pel protó, és la seva connexió amb el factor de forma pseudoescalar gp.

Les mesures més precises de la taxa i la constant d'acoblament pseudoescalar induïda de captura muònica per part del protó són 𝛬𝑆 =(714.9 ±5.4stat ±5.1syst)  s−1 i gp⁡=8.06 ±0.55 respectivament. Aquestes mesures van ser fetes a l'experiment MUCAP en una mesura feta a l'Institut Paul Scherrer, Suïssa. Aquests resultats coincideixen perfectament amb els càlculs teòrics dins dels errors tan experimentals com teòrics.

Eliminació de residus nuclears S'ha investigat l'ús de la captura muònica per reduir els residus nuclears de llarga vida mitjançant la transmutació artificial de grans quantitats de residus nuclears de llarga vida en altres de menys perillosos o de vida molt més curta. Amb aquest mètode es pretén transformar els residus nuclears produïts en reactors nuclears per fissió en isòtops estables, és a dir, no radioactius. La idea és fer servir un accelerador de protons compacte i un blanc per produir muons i, en irradiar els residus amb aquests muons, reduir la quantitat d'isòtops radioactius.

Referències

Categoria:Física nuclear