Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика
жүктеу/скачать 6,71 Mb. Pdf көрінісі
|
| § 236. Парадокс часов. В заключение остановимся на любо-
пытном предсказании теории относительности Эйнштейна, кото- рое получило прямое подтверждение в опытах с элементарными частицами. Рассмотрим нестабильную частицу, которая в с о с т о я н и и п о к о я характеризуется средним временем жизни до распада τ 0 .
606 Гл. XXV. Элементарные частицы зывается, что среднее время жизни, наблюдаемое в лаборатории (т. е. покоящимся наблюдателем), должно возрасти по закону τ =
τ 0 1 − v
2 /c 2 , где c — скорость света в вакууме. С помощью соотношений, приведенных в § 200, это выраже- ние можно привести к виду τ = τ
0 W W 0 , (236.1) где W — полная энергия частицы, а W 0 = mc 2 — ее энергия покоя. Среднее время жизни частицы возрастает пропорци-
π-мезонами и K-мезонами наблюдалось возрастание среднего времени жизни этих частиц в десятки раз в точном соответ- ствии с законом (236.1). Это явление можно характеризовать как замедление времени в движущихся телах. В самом деле, процес- сы, идущие внутри нестабильной частицы, можно рассматривать как некоторые часы, отсчитывающие время. Неподвижные часы отсчитали несколько средних времен жизни, и частица должна была бы давно распасться. Однако с о б с т в е н н ы е ч а с ы быстро движущейся частицы идут м е д л е н н е е — по ним прошла только малая доля среднего времени жизни τ 0 , и частица еще «жива». Теория относительности распространяет этот вывод на любые физические процессы; биологические процессы не составляют исключения. Представим ракету, стартующую с Земли, путешествующую в космосе со скоростью, близкой к скорости света, и возвра- щающуюся на Землю. Часы, находившиеся на ракете, покажут меньшую продолжительность путешествия, чем часы, оставав- шиеся на Земле. Космонавт постареет меньше, чем его товарищи, не покидавшие Земли. В справедливость этих выводов трудно поверить, и их обозначали как «парадокс часов». Упомянутые опыты с нестабильными частицами заставляют, однако, относит- ся к «парадоксу часов» как к научному факту. Надо заметить, что при скоростях полета порядка десятков километров в секунду, доступных в современной космонавтике, замедление хода часов ничтожно и им можно полностью пренебречь. жүктеу/скачать 6,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|