中間子工場
崩壊ミュオンビームでは正、負の電荷を持ったミュー粒子いずれもビームとして得られるが、表面ミュオンビームでは正のミュー粒子のみが得られる。これは元となる負のパイ中間子が生成標的内に停止した場合、負のミュー粒子に崩壊する前に標的物質の原子核に捕獲され、消滅してしまうためである。
パイ中間子は平均寿命約26ナノ秒で崩壊し、ミュー粒子とニュートリノが同時に反対方向に飛び出す。この過程は弱い相互作用によるもので、パリティがほぼ100%破れているために生成する一方の粒子であるニュートリノのスピンが運動方向に100%そろっている。従って、崩壊過程における全角運動量の保存則(パイ中間子のスピンはゼロ)を満たすように、相方のミュー粒子のスピンも運動方向に100%偏極する。このように、粒子線として取り出されたミュー粒子はその運動方向にほぼ100%という極めて大きなスピン偏極を持っており、この性質を利用してミュオンスピン回転など様々な応用研究が行なわれている。