Dilatación del Tiempo: Experimento Mesón mu – Teoría de la Relatividad

Paper original de la medición de la dilatación del tiempo relativista usando μ-Mesones

Entre las partículas de alta energía existen unas llamadas mesón µ, estas partículas se crean en la alta atmósfera por la acción de rayos cósmicos que llegan a ella procedentes del espacio y alcanzan el nivel del mar en cantidades detectables. la partícula µ se desintegra en un neutrino, un anti neutrino y un positrón, 2×10^-6s después de ser creado y viaja a una velocidad de 0.998C. Obtenemos entonces:

L = 0.998 * 3×10⁸ * 2×10^-6 = 600m

lo cual no concuerda con lo observado en la realidad porque el mesón µ comienza a existir a una altura diez veces mayor. La explicación a esta paradoja se encuentra en la dilatación del tiempo y en la contracción de la longitud. En su propio marco de referencia inercial, la partícula vive un tiempo de 2×10^-6s.

Entonces para un observador en la Tierra, este tiempo es mayor puesto que, para él, el mesón µ se encuentra en movimiento. Por lo tanto:

∆t Tierra=(∆t meson)/√(1-v²⁄C²)= 31.7 x10^-6 seg

y la distancia que alcanza a recorrer es

L= v t Tierra = 9500m

En su propio marco de referencia el mesón, mientras vive, ve que la Tierra se le acerca con una velocidad v = 0.998C. En otras palabras, recorre una distancia

L’ = v tmeson= 600m

pero para el observador en la tierra esta distancia esta contraída y, por lo tanto, la distancia medida por él será

L= L’/ (1-v²⁄C²)=9500m

Conclusión: Los dos puntos de vista conducen al mismo resultado y se entiende por qué se observa la presencia del mesón µ a nivel del mar.