Problema 4 · Física PAU Valencia Ordinaria 2024

PROBLEMA 4 - Física relativista, cuántica, nuclear y de partículas

Los muones son partículas elementales, con carga eléctrica negativa, que se forman en las partes altas de la atmósfera y se mueven a velocidades relativistas hacia la superficie de la Tierra. Un muon se forma a $9000\text{ m}$ de altura sobre la superficie de la Tierra y desciende verticalmente con una velocidad $v = 0,9978\,c$. Calcula razonadamente:

Datos: velocidad de la luz en el vacío, $c = 3\cdot 10^8\text{ m/s}$; masa (en reposo) del muon, $m = 1,8\cdot 10^{-28}\text{ kg}$; carga elemental, $q = 1,6\cdot 10^{-19}\text{ C}$.

a)

La energía en reposo y la energía total del muon en electronvoltios. [1 punto]

b)

El intervalo de tiempo que tarda dicho muon en alcanzar la superficie, medido en un sistema de referencia ligado a la Tierra y medido en un sistema de referencia que viaje con el muon. [1 punto]