Appunti sulla Teoria della Relatività Speciale e Mesoni Mu

Introduzione

• Orologi in movimento ritardano secondo la teoria della relatività speciale.
• Formula: ( t' = t \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}} )
  • ( v ): velocità dell'orologio rispetto all'osservatore.
  • ( c ): velocità della luce.

Esempio con Orologi

• Tre orologi identici che segnano la stessa ora:
  • Se uno è in movimento, segnerà meno tempo rispetto agli altri quando tornano a essere a riposo.
• Effetto di dilatazione del tempo:
  • È un effetto piccolo, poiché ( \frac{v}{c} ) è di solito molto piccolo.
  • Ad esempio, un orologio in un razzo a 7-8 km/s segna solo 1 secondo ogni 100 anni.

Mesoni Mu

• I mesoni mu sono particelle radioattive generate dai raggi cosmici.
• Rilevazione dei mesoni:
  • Rilevazione della distribuzione dei loro tempi di decadimento.

Rivelazione dei Mesoni Mu

• Utilizzo di un fotomoltiplicatore per convertire lampi di luce in impulsi elettrici.
• Impulsi rivelati su uno schermo tramite un oscillografo.

Misurazione del Tempo di Decadimento

• I mesoni mu emettono un positrone durante il decadimento, causando un secondo impulso.
• Misurazione degli impulsi di decadimento per raccogliere dati sui tempi di vita dei mesoni.

Esperimento di Conteggio

• Campionamento di eventi registrati:
  • Contati 568 eventi in un'ora.
  • Media di 564 eventi in ore precedenti.

Confronto dei Tempi di Decadimento

• Differenti misure tra mesoni fermi e quelli in movimento.
• Orologi in movimento segnano 0.7 microsecondi rispetto a 6.3 microsecondi per mesoni fermi.

Conclusioni

• Gli orologi in movimento ritardano rispetto a quelli a riposo.
• Dimostrazione della contrazione di Lorentz:
  • Oggetti in movimento si contraggono nella direzione del moto.
• Applicabilità universale della teoria:
  • Non solo per mesoni mu, ma per ogni tipo di orologio e oggetto in movimento.