El Experimento de los Muones
Los muones son unas partículas 207 veces más pesadas que el electrón y cuya vida media es de 2 microsegundos (la vida media es el tiempo que tarda en desintegrase la mitad de la población de partículas que se tenía inicialmente). Estas partículas se generan por la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera y viajan a velocidades cercanas a a la velocidad de la luz. Un muón típico se mueve com velocidad 0,9978c.
En 1963 David Frisch y James Smith realizaron un experimento en el que midieron el número de muones que llegaban a la superficie terrestre. Realizaron dos mediciones a distinta altura, una en lo alto del monte Washington y otra al nivel del mar. En la cima de la montaña registraron 568 muones por hora. A nivel del mar, y de acuerdo con la ley de decaimiento de su vida media, debería registrarse tan solo 27 muones por hora, sin embargo los científicos, al realizar la experiencia, detectaron 412 muones por hora. Parecía como si a los muones les hubiese dado tiempo a llegar a la superficie terrestre antes de desintegrarse. La explicación nos la da la Relatividad Especial:
- Explicación desde el punto de vista de un observador situado en la Tierra. Dilatación del tiempo. Un muón típico que se mueva a velocidad 0.9978c recorrerá sólo 600m aproximadamente en 2 microsegundos. Sin embargo, la vida media del muón medida en el sistema de referencia terrestre debe incrementarse hasta 30 microsegundos debido al fenómeno de la dilatación del tiempo, y un muón con velocidad 0.9978c recorre del orden de 9000m en este tiempo.
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- Explicación desde el punto de vista del sistema de referencia de los muones. Contracción de la longitud. Desde el punto de vista del muón, éste vive sólo dos microsegundos pero puede afirmar estar en reposo y ser la atmósfera la que circula junto a él a la velocidad de 0,9978c. Debido a la contracción del espacio, la atmósfera de 9000m en el sistema terrestre se encuentra así contraída a sólo 600m en el sistema del muón. Siendo así posible que los muones lleguen al nivel del mar.
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