Muonium
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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.
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 1/9 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.
A titre d'exemple, voici un certain nombre de composés identifiés :
- MuCl : chlorure de muonium
- NaMu : muoniure de sodium
- HMuO : oxyde d'hydrogène et de muonium
- CH3Mu : muoniométhane
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