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I mesoni μ

I mesoni μ, o muoni, sono particelle prodotte nell'alta atmosfera dalla radiazione cosmica che giunge sulla terra. Esse decadono dopo una vita media, misurata da un osservatore ad esse solidale, di circa 2.10-6 secondi. Ciò significa che, nel loro riferimento, la maggior parte dei muoni non può percorrere più di 600 metri circa (in quanto si muovono con velocità  prossime a quella della luce (3.108.2.10-6=600) e in particolare pochissimi dovrebbero arrivare sulla superficie terrestre. L'esperienza prova che invece ne arrivano molti più  del previsto. Il motivo é che, dal nostro punto di vista sulla terra, essi hanno un tempo di dimezzamento molto più grande per effetto della dilatazione dei tempi, a causa della grande velocità, e quindi possono percorrere distanze molto grandi (la velocità, essendo prossima a quella della luce, rimane sempre la stessa). Dal loro punto di osservazione i muoni avranno invece percorso una distanza molto più breve per l'effetto della contrazione delle lunghezze, in quanto le lunghezze solidali alla terra, e ferme per noi, sono viste dai muoni muoversi con altissima velocità. Il fenomeno è perfettamente spiegabile da parte di entrambi gli osservatori. 

Vogliamo sottolineare il fatto che il fenomeno della dilatazione dei tempi, e quello complementare della contrazione delle lunghezze, sono fenomeni reali e non apparenti: se non esistessero, se, cioè valessero le leggi della fisica classica, i contatori di muoni sulla superficie terrestre rimarrebbero praticamente inattivi. 

Gli acceleratori di particelle hanno, tra l'altro, proprio lo scopo di prolungare, dal nostro punto di vista, la vita di particelle che altrimenti vivrebbero troppo poco per poter essere studiate.

Una presentazione molto interessante e didatticamente efficace di un esperimento sulla misura della vita media dei muoni fermi ed in moto è contenuta in un film della Esso Standard, collegato al corso PSSC di fisica.

pagina pubblicata il 01/12/2000 - ultimo aggiornamento il 01/09/2003