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[[Datei:Muonium.svg|mini|hochkant=1.5|Vereinfachte Darstellung des Myoniums]]

'''Myonium''' ({{enS|muonium}}) ist ein [[Exotische Atome|exotisches Atom]] aus einem Anti-[[Myon]] und einem [[Elektron]].
Das Anti-Myon, ein [[Myon]] mit einer positiven [[Elementarladung]], hat eine [[Lebensdauer (Physik)|Lebensdauer]] von etwa 2 μs und ist der Stellvertreter des [[Proton]]s im Vergleich zu einem normalen [[Wasserstoffatom]].<ref name="Jungmann2004">{{Literatur |Autor=Klaus P. Jungmann |Titel=Past, Present and Future of Muonium |Sammelwerk=In Memory of Vernon Willard Hughes |Datum= |Seiten=134-153 |Sprache=en |arXiv=nucl-ex/0404013 |DOI=10.1142/9789812702425_0009}}</ref> Dieses exotische Atom ist eines der fundamentalsten Systeme der [[Atomphysik]]. Das ''Myonium''-Atom verhält sich chemisch wie Wasserstoff und stellt damit ein um den Faktor 9 leichteres Wasserstoff[[isotop]] dar. Es wurde 1960 von [[Vernon Hughes]] und Mitarbeitern entdeckt.

Präzise [[spektroskop]]ische Messungen an dem Atom haben zu sehr genauen Werten für fundamentale [[Physikalische Konstante|Naturkonstanten]] wie der Masse des Myons, des magnetischen Momentes des Myons und der [[Kopplungskonstante]] der [[Elektromagnetische Wechselwirkung|elektromagnetischen Wechselwirkung]], der Sommerfeldschen [[Feinstrukturkonstante]]n, geführt.
Die Genauigkeit der theoretischen Beschreibung von Myonium übersteigt bei weitem diejenige, die für gewöhnlichen Wasserstoff möglich ist, da das atomare System allein aus [[Lepton]]en besteht, die man als ''punktförmig'' betrachten darf. Messungen am Myoniumatom sind daher bezüglich der Aussagekraft über fundamentale Kräfte in der Physik solchen an natürlichem [[Wasserstoff]] weit überlegen, obwohl jene teilweise mit höherer technischer Genauigkeit möglich sind.<ref>{{Internetquelle |url=http://www2.mpq.mpg.de/~haensch/hydrogen/ |titel=Hydrogen – High Precision Measurements for fundamental Physics |werk=mpq.mpg.de |abruf=2018-02-03 |sprache=en}}</ref>

Weiterhin wurde das Atom zu einem präzisen Test der Erhaltung der geladenen [[Leptonenzahl]] eingesetzt; einem der großen ungelösten Rätsel der modernen Physik. Der hypothetische spontane Zerfall von Myonium in sein Anti-Atom Antimyonium wurde zuerst von Bruno Pontecorvo diskutiert<ref>{{Literatur |Autor=B. Pontecorvo |Titel=Mesonium and Antiesonium |Sammelwerk=Zhur. Eksp. i Teoret. Fiz. |Band=33 |Datum=1957 |Seiten=549 |Sprache=ru |Online=[https://web.archive.org/web/20180204001324/http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/e_006_02_0429.pdf web.archive.org] |Format=PDF |KBytes=360 |Abruf=2021-10-06}}</ref> und im Detail 1961 von [[Gerald Feinberg]] und [[Steven Weinberg]] theoretisch untersucht.<ref>{{Literatur |Autor=G. Feinberg, S. Weinberg |Titel=Conversion of Muonium into Antimuonium |Sammelwerk=Phys. Rev. |Band=123 |Datum=1961 |Seiten=1439 |DOI=10.1103/PhysRev.123.1439}}</ref> Am schweizerischen [[Paul Scherrer Institut]] (PSI) wurde nach spontanen Übergängen von dem Atom Myonium in sein Anti-Atom Antimyonium<ref>{{Internetquelle |autor=W. Bertl |url=http://mmbar.web.psi.ch/ |titel=Muonium Antimuonium Conversion Experiment |hrsg=MMbar Collaboration, PSI |datum=2002-04-04 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20050404165412/http://mmbar.web.psi.ch/ |archiv-datum=2005-04-04 |abruf=1970-01-01 |sprache=en |offline=1 |abruf-verborgen=1}}</ref> gesucht. Dabei wurde eine obere Schranke für die Kopplungsstärke <math>G_\mathrm{M\bar{M}}</math> des (weiterhin hypothetischen) Konversionsprozesses gefunden: <math>G_\mathrm{M\overline{M}}<3\cdot10^{-3}\,G_\mathrm F</math>, wobei <math>G_\mathrm F</math> die [[Fermi-Wechselwirkung|Fermi-Kopplungskonstante]] der [[Schwache Wechselwirkung|schwachen Wechselwirkung]] ist.<ref name="Jungmann2004" /> Damit konnte eine Vielzahl spekulativer Theorien jenseits des [[Standardmodell der Teilchenphysik|Standardmodells der Teilchenphysik]] ausgeschlossen werden. Verbesserte Experimente sind in Vorbereitung.<ref>{{Literatur |Autor=M. Aoki |Titel=Prospects of muonium to antimuonium conversion and μ<sup>−</sup>–μ<sup>+</sup> conversion at PRISM |Sammelwerk=Nucl. Instrum. Meth. A |Band=503 |Nummer=1–2 |Datum=2003 |Seiten=258-261 |Online=[http://www.slac.stanford.edu/econf/C010630/papers/E101.PDF Preprint] |Format=PDF |KBytes= |DOI=10.1016/S0168-9002(03)00689-2}}</ref>
Eine weitere Anwendung des Atoms war ein äußerst präziser Test der [[CPT-Theorem|CPT]]-Symmetrie und der [[Lorentzinvarianz]].<ref>{{Literatur |Autor=V. W. Hughes, M. Grosse Perdekamp, D. Kawall and W. Liu, K. Jungmann, G. zu Putlitz |Titel=Test of CPT and Lorentz Invariance from Muonium Spectroscopy |Sammelwerk=Phys. Rev. Lett |Band=87 |Datum=2001 |Seiten=111804 |Sprache=en |arXiv=hep-ex/0106103 |DOI=10.1103/PhysRevLett.87.111804}}</ref>

Das Myonium-Atom wird auch in der Untersuchung [[Kondensierte Materie|kondensierter Materie]] eingesetzt. Hier wird es oft als leichtes Wasserstoffisotop angesehen, mit dem sich u. a. [[Diffusion]]seigenschaften von Wasserstoff in Materialien und magnetische Eigenschaften von Materialien untersuchen lassen.<ref>{{Internetquelle |url=http://lmu.web.psi.ch/bulk/bulktopics.html |titel=Bulk-µSR Facility |hrsg=Laboratory for Muon Spin Spectroscopy, Paul Scherrer Institut |archiv-url=https://web.archive.org/web/20071009075636/http://lmu.web.psi.ch:80/bulk/bulktopics.html |archiv-datum=2007-10-09 |abruf=1970-01-01 |offline=1 |abruf-verborgen=1}}</ref> Auch die Dynamik chemischer Prozesse kann damit studiert werden.

Das Myonium-Atom unterscheidet sich grundsätzlich von [[Myon#Myonische Atome|myonischen Atomen]], bei denen ein Elektron durch ein ''negatives'' Myon ersetzt wird.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.leifiphysik.de/atomphysik/bohrsches-atommodell/grundwissen/exotische-atome |titel=Exotische Atome |werk=[[LEIFIphysik]] |abruf=2021-01-08}}</ref>

== Siehe auch ==
* [[Myonischer Wasserstoff]]: hier ist ein [[Myon]] an einen Wasserstoff-Atomkern gebunden

== Literatur ==
* {{Literatur |Autor=Klaus P. Jungmann |Titel=Precision Muonium Spectroscopy |Sammelwerk=J. Phys. Soc. Jpn. |Band=85 |Datum=2016 |Seiten=091004 |Sprache=en |arXiv=1603.01195 |DOI=10.7566/JPSJ.85.091004}}
* {{Literatur |Autor=L. Willmann, K. Jungmann |Titel=The Muonium Atom as a Probe of Physics beyond the Standard Model |Sammelwerk=Lect. Notes Phys. |Band=499 |Datum=1997 |Seiten=43–56 |Sprache=en |arXiv=hep-ex/9805013 |DOI=10.1007/BFb0104314}}
* {{Literatur |Autor=Gisbert zu Putlitz |Titel=Exotische Atome |Sammelwerk=Lexikon der Physik |Verlag=Spektrum der Wissenschaft |Ort=Heidelberg |Datum=1998 |Online=https://www.spektrum.de/lexikon/physik/exotische-atome/4633}}
* {{Literatur |Autor=Sherman Frankel |Hrsg=V. W. Hughes, C. S. Wu |Titel=Rare and Ultra-rare Muon decays |Sammelwerk=Myon Physics. Vol II. Weak Interactions |Verlag=Academic Press |Datum=1975 |ISBN=0-12-360602-0 |Seiten=83–113 |Fundstelle=105f |Sprache=en |Online=https://books.google.es/books?id=l9IC3gt578gC&printsec=copyright&hl=es&source=gbs_pub_info_r#v=onepage&q=myonium%20decay&f=false}}

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4170954-8|LCCN=sh85088520}}

[[Kategorie:Atomphysik]]

Myonium - Versionsgeschichte

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