Experimental demonstration of time dilatation and space contraction of cosmic-ray muons

We present a modern physics experiment using a cosmic ray muons telescope. The telescope assembly with plastic scintillators and modular electronics is described. The classical mechanics and the special theory of relativity are used to calculate the intensity of múons on the Earth's surface. The vertical intensity measured at Campinas was (141 ± 1) muons/(m².s.sr) and can be explained with the muons lifetime dilatation or length contraction in the muon rest frame.Apresentamos uma atividade experimental de física moderna realizada com um telescópio de múons da radiação cósmica. A montagem do telescópio, feita com cintiladores plásticos, e a eletrônica utilizada são descritas. Utilizando a mecânica clássica e a teoria especial da relatividade, calculamos a intensidade esperada para os múons na superfície da Terra. Medimos uma intensidade vertical de (141 ± 1) múons/(m².s.sr) em Campinas e demonstramos que somente com a dilatação do tempo de vida dos múons, ou a contração do espaço no referencial do múon, podemos explicar os resultados experimentais.585591Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Experimental Demonstration Of Time Dilatation And Space Contraction Of Cosmic-ray Muons [demonstração Experimental Da Dilatação Do Tempo E Da Contração Do Espaço Dos Múons Da Radiação Cósmica]

We present a modern physics experiment using a cosmic ray muons telescope. The telescope assembly with plastic scintillators and modular electronics is described. The classical mechanics and the special theory of relativity are used to calculate the intensity of muons on the Earth's surface. The vertical intensity measured at Campinas was (141 ± 1) muons/(m 2.s.sr) and can be explained with the muons lifetime dilatation or length contraction in the muon rest frame. Copyright by the Sociedade Brasileira de Física.294585591Olinto, A.V., (2003) 28th International Cosmic Ray Conference, 1, p. 1. , Tsukuba, Japan, Universal Acad. PressTipler, P.A., (1995) Física, 4. , Ed. Guanabara-Koogan S.A, Rio de JaneiroKeller, F.G., Gettys, W.E., Skove, M.J., (1999) Física, 2. , Ed. Makron, São PauloSerway, R.A., Jewett Jr., J.W., (2004) Princípios de Física, 4. , Ed. Prioneira Thomson Learning, São PauloR. Resnick, Introdução à Relatividade Especial (EDUSP e Ed. Polígono, São Paulo, 1971)Allkofer, O.C., (1975) Introduction to Cosmic Radiation, , University of Kiel, GermanyChiba, N., Hashimoto, K., Hayashida, N., (1992) Nucl. Instr. and Meth, A311, p. 388Nagano, M., col, (1992) J. Phys. G, 18, p. 423Bird, D.J., Corbato, S.C., Dai, H.Y., (1994) Astrophys. J, 424, p. 491P. Hüntemeyer, Universal Acad. Press, 1, 845 (2003)Matthews, J.N., http://www.slac.stanford.edu/cgi-wrap/getdocPierre, O., Auger, N., Instr. and Meth (2004) Physics Research A, 523, p. 50Nogima, H., (2002) Brazil. Jour. of Phys, 32, p. 895Cocconi, G., (1961) Encyclopedia of Physics, Cosmic Rays I, (215). , Spring-Verlag, BerlinEidelman and col.Phys. Lett. B 592, 1 (2004). Disponível em http://www.pdg.govGatto, R., col, (1988) Phys. Lett. B, 204, p. 152Heitler, W., (1954) The Quantum Theory of Radiation, , Oxford Univ. Press, Nova Iorque, 3a edLeo, W.R., (1994) Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments - A How-to Approach, , Springer-Verlag, Berlin, second rev. edSullivan, J.D., (1971) Nucl. Instr. and Meth, 95, p. 5D'Ettorre Piazzoli, B., (1976) Nucl. Instr. and Meth, 135, p. 223Consalter, D.M., Fauth, A.C., (2006) XIV Congresso Interno de Iniciação Científica UNICAMP, Pibic/CNPq, , http://www.prp.rei.unicamp.br/pibic/congressos/xivcongresso, Disponível emCurran, S.C., Craggs, J.D., (1949) Counting Tubes, Theory and Applications, , Butter Worths Scientific Publications, Londo