Das Myo­nen-Para­do­xon: Ein Nach­weis der Zeitdilatation

Myo­nen sind Ele­men­tar­teil­chen, die in der obe­ren Atmo­sphäre in ca. 9 bis 25 km Höhe ent­ste­hen. Sie bewe­gen sich mit ca. 99,8% der Licht­ge­schwin­dig­keit. In ihrer kur­zen Lebens­zeit von ca. 2 µs kön­nen sie aller­dings nur wenige hun­dert Meter zurück­le­gen. Wie kommt es dann, dass wir Myo­nen auf der Erd­ober­flä­che nach­wei­sen können?

Auf­ga­ben

1. Über­nimm den Info­kas­ten in deine Unter­la­gen. Leite die genannte For­mel selbst­tä­tig her.
2. Rechen­bei­spiel: Ein Raum­schiff ist 12 Jahre lang mit 80% der Licht­ge­schwin­dig­keit unter­wegs, bevor es auf die Erde zurück­kehrt. Berechne die Zeit, die inzwi­schen auf der Erde ver­gan­gen ist.

3. Beschreibe, wie man Myo­nen mit dem Kamio­kanne-Expe­ri­ment beob­ach­ten kann.
4. Wie kann es sein, dass sich Myo­nen in der Kamio­kanne mit höhe­rer Geschwin­dig­keit als der Licht­ge­schwin­dig­keit bewe­gen? Recher­chiere über die Licht­ge­schwin­dig­keit in unter­schied­li­chen Medien z.B. Was­ser und ver­glei­che mit der Geschwin­dig­keit der Myonen.

5. Stu­diere die Folien zum Myo­nen­pa­ra­do­xon und bereite dich dar­auf vor, die wesent­li­chen Aus­sa­gen zu prä­sen­tie­ren. Gehe auf fol­gende Fra­gen ein:
   • Was sind Myo­nen und wie und wo ent­ste­hen sie?
   • Wie kann man sie beobachten?
   • Was ist para­dox an den Myo­nen und wie lässt sich das Para­do­xon auflösen?
   • Igno­riere die Folien 10, 12, 19ff

Die Lösun­gen am bes­ten foto­gra­fie­ren und im Kom­men­tar­feld hochladen.