Un muone è una particella subatomica con una carica negativa simile a un elettrone in quanto ha una carica negativa e uno spin simile. Per semplicità, sono comunemente rappresentati dalla lettera greca mu, o μ. I muoni sono considerati particelle elementari. Le particelle elementari sono particelle subatomiche che non sono note per avere sottostrutture. Mentre un atomo è composto da protoni, neutroni, elettroni e altre particelle, non è noto che le particelle elementari siano costituite da particelle più piccole.
La principale differenza tra un muone e un elettrone è la massa. I muoni contengono circa 200 volte più massa degli elettroni. Essenzialmente, sono versioni molto più pesanti degli elettroni. Di conseguenza, sono molto più penetranti degli elettroni più leggeri.
Insieme all’elettrone, al tauone e ai tre neutrini, il muone è considerato un leptone. I leptoni sono una delle famiglie di particelle elementari considerate i mattoni della materia. Il quark è un’altra particella elementare che riceve questa classificazione; i leptoni e i quark sono ampiamente considerati gli elementi costitutivi più elementari della materia.
Mentre studiava la radiazione cosmica nel 1936, Carl D. Anderson, un fisico americano, scoprì il muone. Notò che le particelle si curvavano con un angolo diverso rispetto ad altre particelle subatomiche conosciute quando passavano attraverso un campo magnetico e stabilì che ciò era dovuto a una differenza di massa. La scoperta del muone ha scioccato la comunità scientifica perché la sua esistenza era del tutto inaspettata e imprevista. Poco dopo furono scoperte diverse altre particelle subatomiche con masse diverse e il termine muone fu coniato per distinguere la scoperta di Anderson dal resto.
I muoni formano solo eventi e situazioni ad altissima energia. Né il normale decadimento radioattivo né la fusione nucleare, come avviene nei reattori nucleari e nelle bombe nucleari, sono abbastanza energetici da produrre muoni. La maggior parte dei muoni che raggiungono la terra provengono da lontani raggi cosmici provenienti dallo spazio. Quando i protoni dei raggi cosmici si scontrano con i nuclei delle particelle d’aria della Terra, vengono prodotti muoni.
Tutte le particelle elementari hanno corrispondenti antiparticelle di carica opposta. Tuttavia, hanno la stessa carica e rotazione. L’antiparticella di un muone è l’antimuone con carica positiva. L’antimuone è talvolta chiamato semplicemente muone positivo, poiché ha una carica positiva.