частицами.
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-
онально ее полной энергии. В опытах с быстрыми мюонами,
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.
Достарыңызбен бөлісу: