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Grâce à la signature caractéristique de sa désintégration, le muonium peut être aisément observé en [[solution aqueuse]] en présence d'une source de [[muon]]s si l'on dispose des détecteurs de particules appropriés. La formation et la désintégration des muons violent en effet le principe de conservation de la [[parité (physique)|parité]], et plusieurs techniques sur la polarisation des [[spin]]s des muons reposent sur cette caractéristique, permettant de connaître l'état chimique du muonium au moment de sa désintégration, c'est-à-dire d'identifier les composés moléculaires dont il faisait partie à ce moment-là. En comparant ces informations avec le muonium libre, on parvient à établir la [[cinétique chimique]] des réactions auxquelles le muonium prend part. |
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Version du 21 août 2016 à 13:11
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Ne doit pas être confondu avec vrai muonium.
Le muonium est un atome exotique formé d'un muon μ+ lié à un électron e−, à l'instar d'un atome d'hydrogène. Sa durée de vie est d'environ 2,2 µs, pendant lesquelles il se comporte comme un élément chimique aux propriétés voisines de celles de l'hydrogène et peut donc être considéré comme l'isotope le plus léger de l'hydrogène[1].
Propriétés et étude du muonium
Le muonium a une énergie d'ionisation et un rayon de Bohr égaux à ceux de l'hydrogène à 0,5 % près, mais sa masse représente seulement un neuvième de celle de l'hydrogène. D'un point de vue chimique, il se comporte comme un isotope radioactif ultra-léger de l'hydrogène, et la nomenclature IUPAC lui attribue le symbole chimique Mu.
Grâce à la signature caractéristique de sa désintégration, le muonium peut être aisément observé en solution aqueuse en présence d'une source de muons si l'on dispose des détecteurs de particules appropriés. La formation et la désintégration des muons violent en effet le principe de conservation de la parité, et plusieurs techniques sur la polarisation des spins des muons reposent sur cette caractéristique, permettant de connaître l'état chimique du muonium au moment de sa désintégration, c'est-à-dire d'identifier les composés moléculaires dont il faisait partie à ce moment-là. En comparant ces informations avec le muonium libre, on parvient à établir la cinétique chimique des réactions auxquelles le muonium prend part.
À titre d'exemple, voici un certain nombre de composés identifiés :
- Mu2 ou (μ+e−)2 : dimuonium[2]
- MuH : hydrogène-muonium[3]
- HMuO : oxyde d'hydrogène et de muonium[5] (équivalent de la molécule d'eau où un H est remplacé par un Mu)
- en particulier, Mu1HO : oxyde de protium et de muonium[6]
- CH3Mu : muoniométhane[7]
- MuCl : chlorure de muonium[8]
- NaMu : muoniure de sodium[9]
- Mu− ou μ+(e−)2 on muon(i)ure[10]
- muonium muonique[11], aussi nommé « vrai muonium » : équivalent du muonium où l'électron est remplacé par un muon. Comparable à une version lourde du positronium.
Notes et références
- D. G. Fleming, D. J. Arseneau, O. Sukhorukov, J. H. Brewer, S. L. Mielke, G. C. Schatz, B. C. Garrett, K. A. Peterson et D. G. Truhlar, « Kinetic Isotope Effects for the Reactions of Muonic Helium and Muonium with H2 », Science, vol. 331, no 6016, , p. 448–450 (PMID 21273484, DOI 10.1126/science.1199421, Bibcode 2011Sci...331..448F, lire en ligne)
- http://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do;jsessionid=9C511CF1B2A48EAF974B7611AC9207B4?chebiId=CHEBI%3A46620
- http://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do;jsessionid=9C511CF1B2A48EAF974B7611AC9207B4?chebiId=CHEBI%3A46627
- http://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do;jsessionid=5490D74BB422244B1DDD406DC4837C02?chebiId=CHEBI%3A46628
- http://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do;jsessionid=5490D74BB422244B1DDD406DC4837C02?chebiId=CHEBI%3A46622
- http://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do;jsessionid=5490D74BB422244B1DDD406DC4837C02?chebiId=CHEBI%3A46623
- http://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do;jsessionid=9C511CF1B2A48EAF974B7611AC9207B4?chebiId=CHEBI%3A46626
- http://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do;jsessionid=9C511CF1B2A48EAF974B7611AC9207B4?chebiId=CHEBI%3A46625
- http://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do;jsessionid=9C511CF1B2A48EAF974B7611AC9207B4?chebiId=CHEBI%3A46624
- http://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do;jsessionid=9C511CF1B2A48EAF974B7611AC9207B4?chebiId=CHEBI%3A30215
- http://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do;jsessionid=9C511CF1B2A48EAF974B7611AC9207B4?chebiId=CHEBI%3A46621
Voir aussi
Articles connexes
Bibliographie
Liens externes
- Dénomination UICPA des isotopes de l'hydrogène, du muonium, de leurs composés et de leurs ions
- Muonium DataBase, une page polono-canadienne de 2002.
