Hoe kan een muon door alles heen schieten?

Een muon is een elementair deeltje. Net zoals een elektron en zoals quarks. Een muon komt voor in het standaard model van elementaire deeltjes (het is een lepton, zie link 1). Veel kleiner worden de deeltjes niet.

Als we kijken naar wat materie is, moeten we inzoomen. Uiteindelijk zien we dan de atomen. Dit zijn echter geen bolletjes. Dit is een kern met daar omheen een soort wolk waar een elektron zit (of meerdere elektronen). Maar zoals ik in een andere vraag al vertelde, die wereld van de quantum mechanica is nogal absurd, een ver van ons bed show. Die elektron kan je namelijk niet aanwijzen. Die "wolk" is een kans dat we het elektron op die betreffende afstand zien. Anders gezegd, dat elektron gaat zo hard dat we het als een soort streep zien. Het is overal en daardoor eigenlijk ook nergens tegelijk.

En wat zit er tussen de kern en het elektron? Dat is de essentie, daar zit niets. Echt niets. Geen lucht of zoiets want lucht is een gas, dat bestaat uit atomen en we zitten al binnen de atomen te kijken. Voor een waterstofatoom geldt dat 99.9999999999996% van het gehele atoom helemaal niets is. Voor de zwaardere atomen zal dit iets minder zijn (wellicht "maar" 7 of 8 negens achter de komma). En dit beantwoord ook meteen de vraag. Een muon "schiet" door alles heen omdat het merendeel van de stof waar ze doorheen gaan helemaal niets is.

Maar we hebben ook nog een tweede aspect, namelijk snelheid. Bronnen van muonen, zie link 3. Muonen komen bij de aarde aan met snelheden in de orde van de lichtsnelheid. Dan heb je puur door snelheid al een voorsprong. Daarbij komt dat omdat ze zo snel gaan, ze een korte afstand zien (time dilation, relativiteitstheorie, heel fout gezegd, als je heel hard gaat, gaat je tijd langzamer en worden afstanden korter). De muonen zien dus niet 100 km atmosfeer, maar wellicht meer in in de orde van 100den meters. Dit is ook aangetoond. Vanwege het verval (wat maar kort duurt), zou je verwachten dat veel minder muonen op het aardoppervlak aankomen dan dat je zou berekenen o.b.v. halfwaardetijd. Dit is 1 van de bewijzen dat relativiteit klopt.
Wanneer muonen op het aardoppervlak aankomen, kunnen ze enkele tientallen meters in de grond doordringen. Veel verder komen deze deeltjes dan ook niet meer.

Samenvattend:
- muonen zijn elementaire deeltjes
- grootste gedeelte van het atoom is helemaal niets
- muonen hebben zéér hoge snelheid
- penetreren ver, maar schieten niet door alles zomaar heen.