Übungen zur Physik I, WS 2002/03

Aufgabe 13
(5 Punkte)
In der Stratosphäre werden durch hochenergetische stabile Teilchen (Protonen, α-Teilchen,
etc.) aus dem Weltraum π + -Mesonen erzeugt. Diese zerfallen in π + −→ µ + + ν µ mit einer
mittleren Lebensdauer in ihrem eigenen Ruhesystem von 2,6·10 −8 s. Die Müonen µ + zerfallen
ihrerseits µ + −→ e + + ν e + ν µ mit 2,2 · 10 −6 s.
a) Welches ist die mittlere Lebensdauer von π + -Mesonen, die mit β = 0,95 in Richtung
Erde fliegen?
b) Welche Strecke legen diese π + -Mesonen im Mittel zurück?
c) Wie weit würden sie fliegen, wenn die Galilei-Transformationen gälten?
d) Man beantworte die Fragen a)–c) für Müonen der Geschwindigkeit β = 0,999, mit der
sie häufig in der Höhenstrahlung auftreten.
e) Um welche Teilchen handelt es sich (überwiegend) bei der im Labor nachgewiesenen
Höhenstrahlung?