اَبا اِباد

How the ATLAS detector works in the LHC Large Hadron Collider

اتساع زمان در پرتوهای کیهانی

میون‌ها Muons ذرات بنیادی مشابه الکترون هستند که بار e- و جرمی بسیار بیشتر از الکترون‌ها دارند.

این ذرات با تجزیه‌ی پیون‌های حاصل از برخورد پرتوهای کیهانی با مولکول‌های هوا ایجاد می‌شوند. طول عمر میون‌ها حدود ۲/۲ میکروثانیه (۰/۰۰۰۰۰۲۲ ثانیه) است. سرعت پرتوهای کیهانی چیزی حدود ۴۳ تا ۹۹/۶ درصد سرعت نور است. فرض کنیم یک ذره‌ی میون، با حداکثر سرعت یعنی ۰/۹۹ سرعت نور یا حدود ۲۹۷۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه در ارتفاع ۳۰ کیلومتری اتمسفر ایجاد شده و به سمت زمین حرکت می‌کند.

چقدر زمان لازم است تا این میون به سطح زمین برسد؟

با تقسیم مسافت بر سرعت، زمان این سفر حدود ۰/۰۰۰۱۰۱ ثانیه یا ۱۰۱ میکروثانیه محاسبه می‌شود.

اما اگر طول عمر میون، ۲/۲ میکروثانیه است، چطور میون‌ها در طول این سفر تجزیه نمی‌شوند؟

در صورتی که اتساع زمان که یکی از نتایج نسبیت خاص است، وجود نداشت، میون‌ها نمی‌توانستند به سطح زمین برسند و زمان زیادی پیش از رسیدن به سطح زمین، تجزیه می‌شدند. مشاهده‌ی detect میون‌ها در سطح زمین، یک اثبات مستقیم بر اتساع زمان در نسبیت خاص است.

تصویر: نحوه‌ی عملکرد دتکتور ATLAS در برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ LHC. در این تصویر، پرتوهای میون به رنگ قرمز مشخص شده اند.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *