Un muón es una partícula subatómica inestable similar a un electrón pero con una masa mucho mayor. La vida útil de un muón es de solo un par de microsegundos, pero esto es largo en comparación con la vida útil de muchas partículas subatómicas inestables. Debido a su duración relativamente largaDurante toda la vida, los muones positivos a menudo se utilizan para detectar campos magnéticos internos en materiales sólidos. Sin embargo, los muones negativos rara vez se han utilizado para este propósito porque se requiere un gran conjunto de datos para obtener resultados confiables y los tiempos de recolección de datos experimentales son normalmente limitados. Recientemente, los investigadoresdesarrolló un sistema que puede contar eventos de muones a una velocidad mucho más rápida, lo que permite que un experimento se complete en un marco de tiempo adecuado. Utilizando este sistema, una colaboración japonesa se ha dado cuenta del objetivo de larga data de usar muones negativos para observar el magnético nuclear localcampos en un sólido por primera vez.
Como se explica en su artículo en Cartas de revisión física , el equipo utilizó hidruro de magnesio como sólido en sus experimentos. El hidruro de magnesio tiene una fórmula de MgH 2 y es un candidato potencial como material de almacenamiento de hidrógeno. El hidruro de magnesio se seleccionó para su estudio en experimentos usando el haz negativo de muón porque los muones capturados inicialmente en hidrógeno se transfieren rápidamente al magnesio, lo que permitió investigar el proceso de transferencia de hidrógeno.
"Los átomos de magnesio expuestos al haz negativo de muón se convirtieron efectivamente en sodio", dice el primer autor Jun Sugiyama de Toyota Central Research & Development Laboratories Inc. "El campo magnético local de los átomos de hidrógeno alrededor de estos átomos convertidos fue capaz deser detectado, lo que significa que podríamos rastrear la difusión de hidrógeno "
Los experimentos utilizaron un haz de muón de alta intensidad y un sistema detector de positrones altamente integrado para detectar los campos magnéticos locales en la muestra de hidruro de magnesio. Los espectros obtenidos fueron consistentes con los átomos de magnesio que tienen un campo magnético aleatorio, de acuerdo con las predicciones teóricas.en particular, los resultados coincidieron con las estimaciones de los cálculos de campo dipolar, lo que indica que los campos magnéticos nucleares de hidrógenos en hidruro de magnesio se observaron de hecho.
"Nuestro enfoque utilizando muones negativos para detectar el comportamiento local de los iones es atractivo porque nos permite estudiar la dinámica de los elementos de luz en un sólido desde el punto fijo del núcleo", dice el coautor Kazuhiko Ninomiya de la Universidad de Osaka."Este enfoque es, por lo tanto, complementario a la espectroscopía de resonancia magnética nuclear".
Usando esta técnica negativa basada en muones, ahora es posible rastrear el movimiento de hidrógeno en un sólido, lo que debería ayudar al desarrollo de materiales de almacenamiento de hidrógeno.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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