PROFESOR: Bine ați revenit la
8.20, relativitate specială.
În ultima secțiune,
am discutat
că ceasurile în mișcare
bifează diferit
față de cele care sunt în repaus.
Și aici, aș
dori să discut un
exemplu din viața reală în acest sens.
Muonul este o
particulă elementară
foarte asemănătoare cu electronul.
Masa sa este de aproximativ
200 de ori mai grea.
Muonul a fost
descoperit în anii 1930
de Anderson și
Neddermeyer la Caltech.
Și este într-adevăr una dintre
particulele mele preferate
pentru că poți...
sunt abundente.
Sunt mulți dintre ei
în dușurile de aer cosmic.
Le poți studia, le
poți studia viața.
Puteți calcula chiar și
durata de viață pe o bucată de hârtie.
Deci, Anderson
și Neddermeyer au făcut
doar că au
ieșit afară și au descoperit
o particulă care
vine din cer.
Și așa au studiat
radiațiile cosmice.
Muonii sunt produși în
averse de aer cosmic
și ne uităm la unul dintre
aceștia puțin mai târziu.
Practic, protonii lovesc
atmosfera superioară
și, într-o ploaie de
particule diferite,
se produc muoni.
Și apoi acei muoni
nu sunt particule stabile,
dar sunt
suficient de stabili pentru a ajunge la noi.
În medie, dacă
întindeți mâna chiar acum,
aproximativ un muon trece prin
mână în fiecare secundă.
Cum este posibil acest lucru?
Deci, dacă te uiți la acest
muon, îți oferă
o mică
explicație despre fizica particulelor aici.
Din nou, muonul
nu este o particulă stabilă.
Ele se degradează prin
interacțiunea slabă.
Pentru cei
interesați, aceasta
este o diagramă Feynman
pentru această dezintegrare.
Muonul se cuplează cu w
și, ca rezultat al dezintegrarii,
găsiți un electron, un
neutrin antielectron
și muonul [INAUDIBIL].
Durata de viață este de aproximativ
2,2 microsecunde -- de
2,2 ori 10 până la
minus 6 secunde.
Și tocmai am predat 8.701,
care este o clasă introductivă
în fizica particulelor și
nucleară,
iar studenții au
calculat durata de viață
a unui muon în acea clasă.
Deci poți calcula asta.
Și ai nevoie de câteva instrumente, dar
nu este atât de greu până la urmă.
Viteza medie
a muonilor
atunci când sunt produși este
aproape de viteza luminii,
sau de 0,998 de ori
viteza luminii.
Și dacă faci un
calcul clasic
și vrei să-ți dai seama
cât timp zboară
în medie muonii vii
, vei descoperi că aceasta
este de aproximativ 660 de metri.
Acum sunt produse
în atmosfera superioară
și, cu toate acestea,
le putem găsi aici jos, pe Pământ.
Deci ceva nu este în regulă.
Ceea ce nu este chiar corect --
puteți deja presupune --
este că ceasul
muonului, așa cum este observat de noi,
bate mult, mult mai lent
decât pentru muonul în repaus.
Și astfel, durata de viață a
muonului de 2,2 microsecunde
este practic prelungită.
Dacă calculezi aceasta--
aceasta este viteza medie--
găsim factorul gamma de 15.
Folosind ecuația we--
[?  de dilatare a timpului?],
pur și simplu înmulți de 15 ori
2,2 microsecunde și
descoperi că muonii, într-adevăr,
ajung la mâna noastră pe
suprafața Pământului.
Acesta este un exemplu cu adevărat distractiv.
Din nou, puteți studia
acele ploaie cosmice,
acei muoni și
puteți afla despre muoni
în experimente foarte simple.
Această imagine de aici vă arată una
dintre acele formațiuni de duș de aer.
Deci povestea este
puțin mai complexă.
După cum vă explic, acesta este un
duș de aer spectaculos,
sau o imagine a
unuia, în care aveți
un [INAUDIBIL] care intră
la o energie
de 10 până la 15 electronvolți.
Și astfel chiar și energiile sale inferioare
ne arată că arătăm ca cel de aici.
Produce, în coliziune
cu atmosfera,
multe, multe particule - pioni,
protoni, protoni suplimentari,
neutroni și din nou pioni.
Și atunci acești pioni se
descompun în muoni.
Și toate acestea se întâmplă în
atmosfera superioară,
dar și în unele
cazuri, mai jos.
Deci, aici, am
văzut acum un exemplu pe
care îl puteți
vedea și observa
în natură, unde particulele
călătoresc cu viteză mare.
Și există
efecte relativiste pe care le
putem măsura și observa.