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[[Archivo:Muonium.svg|alt=Simplified Drawing of the Muonium Atom|thumb|357x357px|Átomo de Muonio]]

El '''muonio''' es un [[átomo exótico]] formado por un [[antimuón]] (la [[antipartícula]] del [[muon]], cargada positivamente) y un electrón, cuyo símbolo es '''Mu''' o '''μ<sup>+</sup>e<sup>-</sup>'''. Durante la vida media típica del muon, de 2 μs, puede formar compuestos como el [[cloruro de muonio]] (MuCl) o el [[muoniuro sódico]] (NaMu).

Debido a la diferencia de masa entre el antimuón y el [[electrón]], el muonio se parece más al hidrógeno que el [[positronio]]. Su [[radio de Bohr]] y su [[energía de ionización]] difiere en un 0,5% de la del hidrógeno, [[deuterio]] y [[tritio]].

Los químicos físicos consideran al muonio como un [[isótopo]] del hidrógeno, y consideran su uso en una forma modificada de [[espectroscopia de resonancia de espín electrónico]], para analizar las transformaciones químicas y la estructura de compuestos nuevos o de propiedades electrónicas potencialmente valiosas (esta forma de resonancia de espín electrónico se denomina '''resonancia de espín muónico''' o '''μSR'''). Existen variantes de la resonancia de [[espín]] muónico, por ejemplo rotación de espín muónico, la cual usa un campo magnético aplicado de forma transversal a la dirección del haz de muones, y la llamada Resonancia de Niveles Cruzados. Esta última emplea un campo magnético aplicado longitudinalmente sobre el haz muónico, y monitoriza la relajación del espín muónico causada por las oscilaciones magnéticas del muonio sobre otros átomos magnéticos. Un autor ha considerado al muonio como el segundo [[radioisótopo]] del hidrógeno, tras el tritio.

Debido a que el muon es un [[leptón]], los [[Configuración electrónica|niveles de energía atómica]] del muonio se pueden calcular con gran precisión a partir de la [[electrodinámica cuántica]] (QED, por sus siglas en [[Idioma inglés|inglés]]), a diferencia del caso del [[hidrógeno]], donde la precisión está limitada por las incertidumbres relacionadas con la estructura interna del protón. Por esta razón, el muonio es un sistema ideal para estudiar la QED en estado ligado y también para buscar [[Física más allá del Modelo Estándar|física más allá del modelo estándar]].<ref name="Jungmann">
{{cite journal|title=Past, Present and Future of Muonium|author=K.P. Jungmann|journal=Proceedings of the Memorial Symposium in Honor of Vernon Willard Hughes, New Haven, Connecticut, 14–15 Nov 2003|pages=134–153|bibcode=2004shvw.conf..134J|doi=10.1142/9789812702425_0009|isbn=978-981-256-050-6|year=2004|arxiv=nucl-ex/0404013|citeseerx=}}</ref>

Además, el átomo se utilizó para una prueba precisa de la conservación del número de leptones cargados; uno de los grandes acertijos sin resolver de la física moderna. La hipotética descomposición espontánea del muonio en su antimionio anti-átomo fue discutida por primera vez por [[Bruno Pontecorvo]]<ref>{{Cita web|url=http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/e_006_02_0429.pdf|título=Wayback Machine|fechaacceso=2021-10-12|fecha=2018-02-04|sitioweb=web.archive.org|fechaarchivo=4 de febrero de 2018|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20180204001324/http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/e_006_02_0429.pdf|deadurl=}}</ref> y teóricamente investigada en detalle por [[Gerald Feinberg]] y [[Steven Weinberg|Steven Weinberge]]<nowiki/>n 1961.<ref>{{Cita publicación|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRev.123.1439|título=Conversion of Muonium into Antimuonium|apellidos=Feinberg|nombre=G.|apellidos2=Weinberg|nombre2=S.|fecha=1961-08-15|publicación=Physical Review|volumen=123|número=4|páginas=1439–1443|fechaacceso=2021-10-12|doi=10.1103/PhysRev.123.1439}}</ref> El [[Instituto suizo Paul Scherrer]] (PSI) buscó transiciones espontáneas del átomo muonio a su antimionio antátomo.<ref name=":0">{{Cita web|url=http://mmbar.web.psi.ch/|título=MMbar Experiment|fechaacceso=2021-10-12|fecha=2005-04-04|sitioweb=web.archive.org|fechaarchivo=4 de abril de 2005|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20050404165412/http://mmbar.web.psi.ch/|deadurl=yes}}</ref> Se encontró un límite superior para la fuerza de acoplamiento <math>G_{M\bar{M}}</math> del proceso de conversión (aún hipotético): <math>G_{M\overline{M}}<3\cdot10^{-3}G_F</math>, donde <math>G_F</math> es la [[Constante de Fermi|constante de acoplamiento de Fermi]] de la [[interacción débil]].<ref name=":0" /> Esto significaba que podía descartarse un gran número de teorías especulativas más allá del [[Modelo estándar de la física de partículas|modelo estándar]]. Se están preparando experimentos mejorados.<ref>{{Cita publicación|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900203006892|título=Prospects of muonium to antimuonium conversion and μ−–μ+ conversion at PRISM|apellidos=Aoki|nombre=M.|fecha=2003-05-01|publicación=Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment|volumen=503|número=1|páginas=258–261|fechaacceso=2021-10-12|serie=Proceedings of the 3rd International Workshop on Neutrino Factories based on Muon Storage Rings|idioma=en|issn=0168-9002|doi=10.1016/S0168-9002(03)00689-2}}</ref> Otra aplicación del átomo fue una prueba extremadamente precisa de [[simetría CPT]] e [[Covariancia de Lorentz|invariancia de Lorentz]].<ref>{{Cita publicación|url=https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.87.111804|título=Test of CPT and Lorentz Invariance from Muonium Spectroscopy|apellidos=Hughes|nombre=V. W.|apellidos2=Perdekamp|nombre2=M. Grosse|fecha=2001-08-23|publicación=Physical Review Letters|volumen=87|número=11|páginas=111804|fechaacceso=2021-10-12|doi=10.1103/PhysRevLett.87.111804|apellidos3=Kawall|nombre3=D.|apellidos4=Liu|nombre4=W.|apellidos5=Jungmann|nombre5=K.|apellidos6=zu Putlitz|nombre6=G.}}</ref>

El átomo de muonio también se utiliza en el estudio de la [[Física de la materia condensada|materia condensada]]. Aquí a menudo se lo ve como un [[Anexo:Isótopos de hidrógeno|isótopo ligero de hidrógeno]], con el que, entre otras cosas, tener las propiedades de difusión del hidrógeno en los materiales y las propiedades [[Magnetismo|magnéticas]] de los materiales investigados.<ref>{{Cita web|url=http://lmu.web.psi.ch/bulk/bulktopics.html|título=LMU : Bulk-µSR Research Topics|fechaacceso=2021-10-12|fecha=2007-10-09|sitioweb=web.archive.org|fechaarchivo=9 de octubre de 2007|urlarchivo=https://web.archive.org/web/20071009075636/http://lmu.web.psi.ch/bulk/bulktopics.html|deadurl=yes}}</ref> Con él también se puede estudiar la dinámica de los procesos químicos.

El átomo de muonio es fundamentalmente diferente de los átomos muónicos, en los que un electrón es reemplazado por un muon ''negativo''.<ref>{{Cita web|url=https://www.leifiphysik.de/atomphysik/bohrsches-atommodell/grundwissen/exotische-atome|título=Exotische Atome {{!}} LEIFIphysik|fechaacceso=2021-10-12|sitioweb=www.leifiphysik.de}}</ref>

== Véase también ==
* [[Átomo exótico]]
* [[Hidrógeno]]

== Referencias ==

{{reflist}}
[[Categoría:Física nuclear y de partículas]]
{{Control de autoridades}}