高能物理学指出, 介子、 子等都是原子核内的不稳定粒子,它们存在一段时间后,将自动地衰变成其他粒子。在粒子自身的惯性系中,测得粒子生存的时间称为固有寿命,记作 ;当被测的粒子以速度 V 相对于实验室(可作为另一惯性系)高速飞行时,在实验室参考系中测得的粒子生存时间,称为平均寿命,记作 。
例题 06-21-03-02 在1966-1972年期间,欧洲原子核研究中心 (CERN )对储存环中沿圆周运动的μ粒子的平均寿命进行多次实测。μ粒子固有寿命的实验值为2.197×10-6s 。当 μ粒子的速度为 0.9965 c 时,测得其平均寿命为26.17×10-6 s 。试比较相对论预期的结果与实验值的符合程度。
解: 按时间延缓公式,算出粒子固有寿命的相对论理论值为:
而理论值与实验值仅相差为
2.188×10-6 s-2.197×10-6 s = 0.009×10-6 s
相对偏差约为
这表明相对论时间延缓效应所预言的结果与实验值符合得很好。