Андрей Гришаев - Этот «цифровой» физический мир

А где там оно, увеличение-то? А вот как это релятивисты поясняют. Если собственное время жизни мюона составляет 2 микросекунды, то, двигаясь даже со скоростью света, он пролетел бы всего 600 м, но он пролетает многие километры – значит, только благодаря увеличению времени жизни! Нет уж, вы нас не путайте. Собственное время жизни мюона – это, по вашим же релятивистским меркам, время в системе отсчёта самого мюона. Но в этой системе отсчёта он не пролетает не то что километры, но даже и миллиметры – ибо в ней он покоится. Это в лабораторной системе отсчёта он «пролетает», причём – неизвестно сколько. Что же вы, господа, сопоставляете, если время берёте в одной системе отсчёта, а путь – в другой? Причём, для времени релятивистское преобразование делаете, а для пути – нет! Вы без обмана совсем ничего не можете? А без обмана здесь так: надо знать время жизни покоящегося в лаборатории мюона – вот тогда можно прикидывать, сколько он за это время пролетел бы. Но откуда было взяться покоящимся в лаборатории мюонам, когда они прошибали телескопы насквозь?

От этой «пролётной» методики перешли к более продвинутой – «полу-пролётной». В телескопе поместили два свинцовых поглотителя – притормаживавший и останавливавший. Добавили сцинтилляторов, а схемы совпадений настроили так, чтобы регистрировались только те мюоны, которые пролетали сквозь первый поглотитель, но не пролетали сквозь второй. Варьируя толщину первого поглотителя, можно было селективно регистрировать мюоны с теми или иными энергиями – в «окне» с шириной, которую задавала толщина второго поглотителя – и, таким образом, получить данные для довольно широкого спектра мюонов по энергиям! Однако, при работе с моноэнергическими мюонами, определялось лишь отношение собственного времени жизни мюона к его массе покоя [Ф3], которая ещё не была точно установлена. Приходилось, насчёт этой массы, принимать волевое решение… Но зато использовалась схема, позволявшая не задумываться о том, на какой высоте рождаются все мюоны – на 15 или 20 км. Измерения проводились на двух высотах над уровнем моря – с перепадом в пару километров – и соответствующая разница в скоростях счёта трактовалась как индикатор распадов мюонов на этом двухкилометровом пути. Вот, все эти новшества и применили Росси с соавторами [Р2]. Правда, вместо обещанного спектра, они почему-то выдали лишь две точки, 515 и 972 МэВ, для которых собственные времена жизни мюонов неплохо совпали – что, якобы, подтвердило « наличие релятивистского увеличения длительности жизни с ростом энергии » [Ф3]. А было ли это неплохое совпадение обусловлено тем, что требуемую разность скоростей счёта обеспечила соответствующая разность релятивистских факторов – или просто тем, что мюонов с энергиями 972 МэВ изначально несколько меньше, чем с энергиями 515 МэВ? Ведь их исходное распределение по энергиям было неизвестно! Да и рождение мюонов в промежутке между двумя высотами, на которых работал телескоп, авторы не учитывали… Как ни крути, неизвестных в этой задаче было гораздо больше, чем уравнений. А в такой ситуации однозначных решений не бывает – подходит и первое, и второе, и пятое, и десятое. Нравится то, которое подтверждает теорию относительности – его и выбирай!

Эти высоконаучные подтверждения, по «пролётной» и «полу-пролётной» методикам, достойно увенчала методика «непролётная» - с помощью которой, как нас уверяют, измерялось, наконец, время жизни покоящегося мюона. Идея была в использовании поглотителей, в последнем из которых мюон застревал гарантированно – и момент конца его жизни фиксировался по вылету электрона или позитрона распада. Что же касается момента начала жизни мюона… ну, да, он не фиксировался. Как прикажете его фиксировать, если мюон рождался чёрт знает где? Единственный момент, который ещё фиксировался – это момент влёта мюона в установку, т.е. фактически, момент его застревания в поглотителе. Вот и набирали статистику промежутков времени между застреванием мюона в поглотителе и вылетом оттуда электрона или позитрона распада. Следите за логикой: в течение этого промежутка времени мюон, во-первых, жил, а, во-вторых, покоился. Это и послужило основанием для заявлений о том, что таким образом измерялось время жизни покоящегося мюона. Буквально, так сказать!

Дорогой читатель, мы не шутим. Схема установки и методика измерений даны не только в оригинальных статьях [Р2, Р3], но и у того же Фейнберга [Ф3], и в учебной литературе, например, в [М4], [Л2]. Желающие могут убедиться в том, что всё так и делалось, как описано выше. Уточним лишь, что искомое «время жизни» находилось не простым усреднением регистрируемых промежутков времени. Обнаружилась, статистически, спадающая экспоненциальная зависимость числа распадов от промежутка времени между влётом в поглотитель и распадом. Подобная зависимость – это типичная кривая, описывающая радиоактивный распад. Поэтому характерный интервал времени, которому соответствовал спад экспоненты в e раз, и договорились называть «временем жизни покоящегося мюона». И включили эту величину – около 2.2 мкс – в справочники.