Вход/Регистрация
Физика пространства - времени
вернуться

Уиллер Джон Арчибальд

Шрифт:

60·10^3 м

3·10 м/сек

=

2·10

сек

.

«Половинное время жизни» (период полураспада) -мезонов в той системе отсчёта, где они покоятся, равно 1,6·10 сек. Если бы замедления хода времени не было, время полёта мезонов до поверхности Земли равнялось бы 2·10/1,6·10=133 периодам полураспада. По прошествии каждого периода полураспада число -мезонов уменьшается вдвое, так что после 133 периодов должна была бы остаться «в живых» лишь

1

2

x

1

2

x

1

2

x

1

2

…

=

1

2

^1^3^3

10

часть их первоначального числа. На самом же деле осталось ^1/=(^1/)^3, как показал эксперимент в п. (б). Значит, в системе отсчёта ракеты, в которой -мезоны покоятся, прошло время, равное лишь 3 периодам полураспада:

t'

=

3·

(

1,5·10

сек

)

·

(

3·10

м/сек

)

=

=

1,35·10^3

м

.

Путь, пройденный мезоном в системе, связанной с ним самим, естественно, равен нулю:

x'=0.

Поэтому интервал собственного времени между событием «образование мезонов» и событием «достижение ими поверхности Земли» равен

=

(

t')^2-(

x')^2

=

1,35·10^3

м

.

Но численное значение этого интервала одинаково как в лабораторной системе отсчёта, так и в системе самих мезонов; поэтому

=

(

t)^2-(

x)^2

=

1,35·10^3

м

или

x

^2

–

(

x)^2

1/2

=

1,35·10^3

м

.

(61)

Нам известен тот путь, который прошли мезоны в лабораторной системе отсчёта: x=6·10 м. Тогда мы можем найти и скорость по формуле (61). Возводя обе части этой формулы в квадрат и деля их на (x)^2, получим

1

^2

– 1

=

1,35·10^3

6·10

^2

,

или

1-^2

^2

=

5,06·10

.

Очевидно, что мало отличается от единицы. Поэтому примем

1-^2

=

(1+)

(1-)

2(1-)

,

откуда

1-^2

^2

2(1-)

^2

2(1-)

5·10

или

1-

2,5·10

Эта малая величина, стоящая в правой стороне полученного равенства, и определяет отличие скорости -мезонов от скорости света.

43. Замедление времени для -мезона

Как видно из нижеследующей таблицы, в лабораторных условиях гораздо проще исследовать распад -мезонов, чем -мезонов:

Частица

Период полураспада

(

измеренный в системе покоя частицы

)

«

Характерная длина

» (

период полураспада, умноженный на скорость света

)

– мезон

1,5·10

сек

450

м

(масса в 207 раз превышает массу электрона)

– мезон

18·10

сек

5,4

м

(масса в 273 раза превышает массу электрона)

Из данного числа -мезонов половина распадётся на другие элементарные частицы за 18 наносекунд [1 нсек = 10 сек] (если измерять время в той системе отсчёта, где -мезоны покоятся). Половина оставшихся распадётся за следующие 18 нсек и т.д. В Пенсильванско-Принстонском протонном синхротроне -мезоны получают, обстреливая пучком протонов алюминиевую мишень, помещённую внутри ускорителя. Мезоны вылетают тогда из мишени со скоростью, приближающейся к скорости света. Если бы замедления хода времени не было и не было также отсева мезонов из получающегося пучка за счёт столкновений, то чему было бы равно наибольшее расстояние от мишени, на котором половина мезонов оставалась бы ещё не распавшейся? Интересующие нас в данном эксперименте -мезоны обладают параметром скорости, соответствующим

  • Читать дальше
  • 1
  • ...
  • 49
  • 50
  • 51
  • 52
  • 53
  • 54
  • 55
  • 56
  • 57
  • 58
  • 59
  • ...

Ебукер (ebooker) – онлайн-библиотека на русском языке. Книги доступны онлайн, без утомительной регистрации. Огромный выбор и удобный дизайн, позволяющий читать без проблем. Добавляйте сайт в закладки! Все произведения загружаются пользователями: если считаете, что ваши авторские права нарушены – используйте форму обратной связи.

Полезные ссылки

  • Моя полка

Контакты

  • chitat.ebooker@gmail.com

Подпишитесь на рассылку: