Citat:
Först en förtydling av situationen. Jag kommer här använda http://www-f9.ijs.si/~rok/sola/navodila/uiuc_muon.pdf som källa för siffror och så, men många andra experiment av samma typ har utförts (faktum är att jag själv utfört väldigt liknande experiment). Hur som helst: myoner har en genomsnittlig livslängd på 2.21 μs (microsekunder, alltså miljontedels sekunder). 2000 m över havsytan detekterade de 563 myoner per timme, medan motsvarande siffra nere på havsnivå var 400 per timme. Myonerna färdas nära c (inte bara ett tabellvärde utan något de uppmätte, samma med livslängden). Om vi nu räknar Newtonskt så skulle de om vi är generösa och sätter hastigheten till c behöva färdas i 2000 m / c = 6.67 μs, alltså ungefär 3 livslängder. Antalet myoner skulle alltså ha minskat till ungefär 5% av sin ursprungsmängd, vilket borde ge ett utslag på 28 myoner per timme. Detta är betydligt färre än vad som faktiskt uppmäts (jag mindes alltså fel med att inga myoner borde kunna detekteras, det var snarare att för många kunde hittas). Med tidsdilatation inräknat så löses problemet dock. Antalet myoner för 0.9c, 0.99c 0.999c blir 151, 368 och 492 för att ge en bild.
Så, som du ser så kan det alltså inte bara vara den höga hastigheten som gör att så många myoner överlever. För att på Newtonskt vis hinna komma ner i tid så skulle de behöva hinna ner på 0.76 μs, vilket motsvarar en hastighet på 8.83c. De (och alla andra som gjort det här) skulle alltså ha behövt göra ett så stort fel att de uppmätte en myonhastighet nästan 9 gånger lägre än vad den faktiskt är.
För din andra idé så finns det i nuläget inget som tyder på halveringstid vid självsönderfall beror på hastigheten partikeln färdas i (och i så fall, hastigheten relativt vad?). Det finns ingen teoretisk grund för det, och experimentella fall som detta förklaras bättre på andra sätt som inte säger emot andra mätningar.
Du har rätt i att man inte kan veta exakt gur långt myonerna färdats, även om man kan göra uppskattningar av hur långt in i atmosfären de flesta bildats. Gör man som här (jämför hur många myoner som hittas vid olika höjder) så elimineras dock det problemet.
Så, som du ser så kan det alltså inte bara vara den höga hastigheten som gör att så många myoner överlever. För att på Newtonskt vis hinna komma ner i tid så skulle de behöva hinna ner på 0.76 μs, vilket motsvarar en hastighet på 8.83c. De (och alla andra som gjort det här) skulle alltså ha behövt göra ett så stort fel att de uppmätte en myonhastighet nästan 9 gånger lägre än vad den faktiskt är.
För din andra idé så finns det i nuläget inget som tyder på halveringstid vid självsönderfall beror på hastigheten partikeln färdas i (och i så fall, hastigheten relativt vad?). Det finns ingen teoretisk grund för det, och experimentella fall som detta förklaras bättre på andra sätt som inte säger emot andra mätningar.
Du har rätt i att man inte kan veta exakt gur långt myonerna färdats, även om man kan göra uppskattningar av hur långt in i atmosfären de flesta bildats. Gör man som här (jämför hur många myoner som hittas vid olika höjder) så elimineras dock det problemet.
Jag antar att myonernas överlevnadsantal bara är "högre än förväntat", och inte exakt så många som teorierna om tidsdilation och längdkontraktion förutsäger.
Och det dyker upp en del alternativa teorier och frågor hos mig:
1. Myonernas sönderfallshastighet kanske sänks pga att de faller mot jorden i hög hastighet. Dom har annat att göra än att sönderfalla så att säga. "Tidsdilation" är då förklaringen till att myonerna överlever för alla observatörer alltså.
2. Jag undrar om myonerna accelererar pga jordens gravitation, och hur accelerationen kan tänkas påverka deras sönderfall?
Att acceleration påverkar processer är ju helt klart. Tex min promenad påverkas i en accelererande buss.
3. Tryckskillnader beroende av höjden kanske påverkar på något sätt.
4. Temperaturpåverkan pga den höga hastigheten och friktion mot luften. Googla tex "decay temperature muons".
5. Hur vet man myonernas "normala" sönderfallshastighet?
Kan det vara så att man först har räknat ut myonernas "normala" sönderfallshastighet med hjälp av relativistisk mekanik, och sen beräknat det förväntade överlevnadsantalet i atmosfären med hjälp av den "normala" sönderfallshastigheten och klassisk mekanik, och sen har man sett att det faktiska överlevnadsantalet inte stämmer med det förväntade överlevnadsantalet?
För i så fall blir det ju fel. Man måste förstås använda enbart klassisk mekanik under hela beräkningen.
Citat:
Och nej, becisen för tidsdilatation och längdkontraktion är allt annat än små. Vi snackar inte obskyra idéer här, relativitetsteori ligger tillsammans med kvantmekaniken till grund för i princip all ny fysik de senaste 100 åren eller så. Den är extremt väl etablerad.
För ett konkret exempel som många använder sig av dagligen: GPS-systemet behöver faktiskt korrigera för tidsdilatation (både på grund av hastighet och gravitation) för att fungera. Korrigeringen är bara 38 μs per dag, men med tanke på de stora avstånd som är inblandade så är systemet så känsligt att om man inte inkluderade dessa (eller inkluderade dem och relativitetsteorin var fel) så skulle systemet visa ungefär 10 km mer fel per dag.
För ett mer indirekt exempel: en av de starkaste modellerna vi har är den så kallade kvantelektrodynamiken, som beskriver hur laddade partiklar interakerar på kvantnivå. Detta är en så kallad kvantfältteori som har speciell relativitetsteori "inbyggd". Relativiteten är alltså inte i "fokus", men att den stämmer är ett krav för att kvantelektrodynamiken ska stämma. Ett av de många stöden för denna, som ofta kallas den bästa överensstämmelsen mellan experiment och teori i fysikens historia, är mätningen av vad som kallas elektronens anomala magnetiska moment. Här så stämmer teori och experiment överens med minst 10 decimaler. För att ge en bild så är det som att teoretiskt räkna ut längden på ett specifikt basebollträ och inte få mer fel än vidden på en enda väteatom.
För ett konkret exempel som många använder sig av dagligen: GPS-systemet behöver faktiskt korrigera för tidsdilatation (både på grund av hastighet och gravitation) för att fungera. Korrigeringen är bara 38 μs per dag, men med tanke på de stora avstånd som är inblandade så är systemet så känsligt att om man inte inkluderade dessa (eller inkluderade dem och relativitetsteorin var fel) så skulle systemet visa ungefär 10 km mer fel per dag.
För ett mer indirekt exempel: en av de starkaste modellerna vi har är den så kallade kvantelektrodynamiken, som beskriver hur laddade partiklar interakerar på kvantnivå. Detta är en så kallad kvantfältteori som har speciell relativitetsteori "inbyggd". Relativiteten är alltså inte i "fokus", men att den stämmer är ett krav för att kvantelektrodynamiken ska stämma. Ett av de många stöden för denna, som ofta kallas den bästa överensstämmelsen mellan experiment och teori i fysikens historia, är mätningen av vad som kallas elektronens anomala magnetiska moment. Här så stämmer teori och experiment överens med minst 10 decimaler. För att ge en bild så är det som att teoretiskt räkna ut längden på ett specifikt basebollträ och inte få mer fel än vidden på en enda väteatom.
Men är det en verklig tidsdilation som sker i satelliterna, eller bara en effekt av att man ser klockorna från långt håll och i rörelse?
Alltså om två klockor synkroniseras på jorden, och den ena åker upp i bana runt jorden, och man korrigerar inte klockorna på något sätt under färden. Kommer den klockan som har varit i satelliten, då vara ur synk med den klockan på jorden, om man senare jämför dom på jorden?
Ang. "elektronens anomala magnetiska moment" så väntar jag med det.
__________________
Senast redigerad av cd63 2019-09-15 kl. 09:29.
Senast redigerad av cd63 2019-09-15 kl. 09:29.
