vanuit wat word de snelheid gemeten van bijv. een muon die versneld word in CERN?

wat ik begrijp is dat tijd langzamer gaat als je meer snelheid hebt.
als een muon in de buurt komt van de snelheid van het licht (geen ideee hoeveel dat is) dan gaat de tijd een beetje langzamer. maar is de snelheid die hij aflegt dan niet groter? 1 seconde duurt langer dus legt hij meer afstand af in die seconde.

als ik ergens een foute aanname heb gemaakt hoor ik het graag.

Weet jij het antwoord?

/2500

tijd gaat nooit langzamer of sneller...? Volgens mij worden de muonen afgebogen door een magnetisch veld, waardoor een Lorentzkracht ontstaat. De lorentskracht heeft als formule: F = Bqv B en q zijn bekend, en als deze kracht een deeltje in een cirkel laat rondbewegen, zal dit gelijk gestelt worden aan (m*v^2)/r, want dan werkt de lorentzkracht als middelpuntzoekende kracht. We krijgen nu de vergelijking Bqv = (m*v^2)/r --> Bq = mv/r. B is bekend, dat is de sterkte van het magnetisch veld. q is bekend, dat is de lading van het deeltje m is bekend, dat is de massa van het deeltje v willen we uitzoeken r is af te lezen aan de afbuiging van het deeltje. Nu kunnen we de complete vergelijking invullen, en komt daar een bepaalde snelheid v uit. Dit is mijn idee van hoe het gemeten wordt. Ik weet dit echter niet zeker, dit is namelijk wat ik uit mijn middelbare-school-natuurkunde haal. Ik ben (nog) geen fysicus. Toegevoegd na 2 minuten: r is de straal, en v is de snelheid van het deeltje. Toegevoegd na 16 minuten: Conclusie: gegeven de baan van het deeltje, die in beeld kan worden gebracht, is de snelheid te berekenen.

De tijd gaat inderdaad langzamer voor een deeltje dat snel beweegt. Dat is meetbaar voor deeltjes zoals muonen die een vervaltijd hebben en die met een snelheid bewegen die de lichtsnelheid c benadert (relativistische snelheden, c = 300.000 km/u). Wat je dan meet is dat deze deeltjes inderdaad een langere weg afleggen dan wat je berekent door hun snelheid te vermenigvuldigen met de (door ons gemeten) tijd. Wat voor ons een seconde is, is voor het muon maar een paar milliseconden dus kunnen ze een veel langere weg afleggen voor ze vervallen. Hoe dichter je bij de lichtsnelheid komt, hoe sterker dit effect is. Omdat het niet praktisch is om snelheden als 0,99 c en 0,99999 c te noteren, spreekt men liever over de energie van het deeltje. Dat is zijn bewegingsenergie, die ongelimiteerd kan toenemen naarmate zijn snelheid de lichtsnelheid nadert. Om deeltjes een hoge energie te geven (sterk te versnellen) maakt men bij CERN gebruik van magnetische velden (Lorntzkrachten). Daar is het effect echter niet van afhankelijk. Ook in kosmische straling, die uit het heelal op aarde neerkomt, komen relativistische muonen voor waarbij dit effect ook geconstateerd kan worden.

Je moet begrijpen dat de lichtsnelheid voor iedereen constant is, circa 300.000 km per seconde. Het maakt daarbij niet uit of je beweegt of stil staat. Dat is anders als wat wij als normaal ervaren. Als je in een trein staat en die trein gaat 100 km per uur en je gooit een bal naar voren dan zal die bal zich van jou verwijderen met bv 5 km per uur. De totale snelheid van de bal zal, voor iemand op een perron dat je net op dat moment passeert 105 km zijn. Voor licht gaat dat niet op. Als je in dezelfde trein met een zaklamp vooruit schijnt dan heeft dat licht een snelheid van 300.000 km per seconde. Ook voor degene die op het perron staat te kjjken terijl je zou verwachten dat die 300.100 km per seconde zou meten. Dat kan alleen als de tijd voor beide personen anders verloopt. Maar iedere persoon zal een seconde als precies een seconde ervaren. Nu het muon. Een muon bestaat maar een hele korte tijd (2,2 microsecone) en vervalt dan in andere deeltjes. Als je uitrekent dat een muon in dje tijd met bijna de lichtsnelheid een bepaalde afstand af legt en je meet dan wat de werkelijk afgelegde afstand is dan zul je tot de conclusie komen dat het muon feitelijk veel verder reist dan dat je had mogen verwachten. Dat komt omdat de klok van het muon, omdat het zo snel beweegt, langzamer gaat dan jou klok. Daarom bestaat het muon voor jou langer en kan het dus een langere weg afleggen. Als het muon op zijn eigen horloge kijkt zal het na 2,2 microseconde zeggen "Het is mooi geweest" en vervallen in andere deeltjes. Al dat gedoe is allemaal gevolg van relativiteit.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100