الإثبات العملي لظاھرة التأخیر الزمني
وھي
muons التجربة التي سوف نتحدث عنھا ھي تجربة اجریت على جسیمات أولیة تدعى المیونز
جسیمات اولیة مثلھا مثل الإلكترون والبروتون والنیوترون والكوارك وجسیمات بیتا. ولكن المیون ھو
جسیم غیر مستقر (یتحول إلى الكترون بعد فترة زمنیة محددة) یحمل شحنة تساوي شحنة الإلكترون
وكتلتھ تعادل 207 كتلة الإلكترون. تنتج ھذه المیونات في طبقات الغلاف الجوي العلیا نتیجة
لامتصاص الأشعة الكونیة في طبقات الغلاف الجوي. ھذه المیونات لھا عمر یساوي 2 میكروثانیة
حسب القیاسات التي أجریت في المختبر ویعتبر ھذا ھو العمر الأصلي للمیونات لان المراقب (نعتبره
الذي قاس عمر المیون في المختبر كان ثابتا بالنسبة لھ. (O’
ف
إذا ما قمنا بعملیة حسابیة بسیطة لنقدر فیھا كم المسافة التي سوف یقطعھا المیون بعد تكونھ في
الطبقات العلیا للغلاف الجوي مع العلم ان سرعة المیون قریبة من سرعة الضوء، ولإیجاد المسافة
التي یقطعھا المیون خلال فترة بقائھ بضرب سرعتھ في الزمن نجد ان ھذه المسافة تقدر ب450 متر.
وھذه المسافة قصیر جدا بالنسبة لسمك الغلاف ال
جوي ولا یمكن بالتالي من أن تصل ھذه الجسیمات
إلى سطح الأرض. كما ھو موضح في الشكل أدناه على الیمین حیث ان المیون یتلاشى قبل وصولھ
.O’
للأرض حسب قیاساتنا المعتمدة على المعلومات التي وفرھا لنا المراقب
ولكن الأمر الع
جیب ھو ان المراصد الأرضیة رصدت وجود ھذه المیونات على سطح الأرض.
الس
ؤال الآن كیف وصلت ھذه المیونات إلى سطح الأرض وھذا یعني أنھا قطعت مسافة 4800 متر
اكبر بكثیر من المسافة المتوقعة.
وھنا جاء دور النظریة النسبیة في تفسیر ھذه النتی
جة حي قان وصوف المیونات إلى سطح الأرض فان
زمن بقائھا یكون أطول بالنسبة للمراقب على الأرض باستخدام تحویلات لورنتز لإیجاد زمن بقاء
0.99
نجد ان زمن بقائھ یصل إلى 16 میكروثانیة وھذا زمن كافي لكي c المیون المتحرك بسرعة
تصل المیونات إلى سطح الأرض.
نر
ى ھنا ان عمر المیونات وھي ثابتة بالنسبة للمراقب 2 میكروثانیة ولكن عندما كانت متحركة
بسرعة قریبة من سرعة الضوء بالنسبة للمراقب كان زمن بقائھا 16 میكروثانیة.
الشرح ده كان موجود علي احد المواقع الشهيرة في الفيزياء و اسمه موقع الفيزياء التعليمي
تكلم عن الميون و تمدد الزمن بالنسبة له عند زيادة سرعته
و نري انه لم يصل الي سرعة الضوء لان هذا مستحيل
حيث لا يمكن للمقام في القياسات الفيزيائية ان يكون صفراً
و طبعاً لا يمكن ان يكون عدد تخيلي (اي جزر لعدد سالب) عدا في بعض الابحاث القليلة مثل دراسة ستيفن هوكنج للثقوب السوداء
ارجو اني اكون اوفيت بالرد علي التساؤل بتاعك
و شكراً harry_potter علي الرد الوافي