俘获效应对缪子寿命测量的影响THE IMPACT OF CAPTURE EFFECTS ON THE MUON LIFETIME MEASUREMENTS
陈正宇,宁传刚
摘要(Abstract)：
缪子是粒子物理标准模型中的基本粒子，对其研究不仅涉及基础物理的前沿，还包括相关技术在工业民生领域的应用。对缪子寿命的测量涉及时间膨胀、费米耦合常数和原子核俘获等众多近代物理知识点，在大学本科物理课程中开设相关教学实验具有重要意义。通过运用信号判选电路甄别以及数字示波器触发记录，分别用塑料闪烁体和NaI(Tl)闪烁体探测器测量缪子衰变事件，由测量结果的差异得到俘获效应对缪子寿命测量的影响。
关键词(KeyWords)： 缪子;寿命测量;俘获效应;探测器
基金项目(Foundation):
作者(Author): 陈正宇,宁传刚
参考文献(References)：
- [1] ABI B ,ALBAHRI T ,AL-KILANI S ,et al.Measurement of the positive Muon anomalous magnetic moment to 0.46ppm[J].Physical Review Letters,2021,126(14).DOI:10.1103/PhysRevLett.126.141801.
- [2] MORISHIMA K,KUNO M,TAYOUBI M,et al.Discovery of a big void in Khufu's Pyramid by observation of cosmic-ray muons[J].Nature,2017,552(7685):386-390.
- [3] OLIVE K A.Review of particle physics[J].Chinese Physics C,2014,38(9):09001.DOI:10.1088/1674-1137/38/9/090001.
- [4] 胡雨石，王天冶，梅叶峰，等.测量缪子寿命和衰变能谱的简单装置及其蒙特卡洛模拟[J].物理与工程，2016,26(5):27-32.HU Y S,WANG T Y,MEI Y F,et al.A simple setup to measure Muon lifetime and electron energy spectrum of Muon decay and its Monte Carlo simulation[J].Physics and Engineering,2016,26(5):27-32.(in Chinese)
- [5] WARD T,BARKER M,BREEDEN J,et al.Laboratory study of the cosmic-ray lifetime[J].American Journal of Physics,1985,53 (542).
- [6] RIGGI F,ROCCA P La,RIGGI S.Muon decay:an old,yet alive experiment in the university physics curriculum[J].European Journal of Physics,2016,37 (045702).
- [7] PRIMAKOFF H.Theory of muon capture[J].Reviews of Modern Physics,1959,31 (802).
- [8] 复旦大学、清华大学、北京大学合编.原子核物理实验方法[M].北京：原子能出版社，1997.
- [9] MEASDAY D F.The nuclear physics of muon capture[J].Physics Reports—Review Section of Physics Letters,2001,354 (243).