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Bonjour !

Alors j'ai lu que les muons avaient une "durée de vie" trop courte pour pouvoir atteindre la surface de la terre depuis la haute atmosphère mais que du fait de la relativité (ils se déplacent très très vite) on arrivait pourtant à les détecter. Donc dans leur référentiel ils se désintégrent avant d'atteindre la surface de la terre mais dans notre référentiel ils y parviennent.

Question : imaginons que je suis un observateur terrien lambda et je suis capable de cibler la trajectoire d'un muon qui apparaît.

J'installe une lampe dont l'interrupteur est une petite surface qui ne réagit qu'aux muons. Si un muon frappe l'interrupteur il sera actionné et la lampe s'allumera. Si aucun muon ne le frappe la lampe restera éteinte.

La relativité me dit que dans le référentiel du muon il va se désintégrer avant de frapper l'interrupteur donc la lampe reste éteinte. Dans mon référentiel il atteindra l'interrupteur donc la lampe s'allumera.

Que se passerait il concrètement ? (En oubliant le côté irréalisable mon expérience).

Dans les deux référentiels le muon va atteindre l'interrupteur dc la lampe va s'allumer.
Sans relativité le muon ne pourrait pas atteindre l'interrupteur mais grâce à la dilatation du temps et la contraction des longueurs le muon atteind la surface ou l'interrupteur.

Dans le référentiel du muon n'oublie pas c'est l'interrupteur qui en mouvement et dc les meme effets relativistes s'applique sur celui ci.
La seul différence dans ce référentiel c'est que c'est l'interrupteur qui fonce sur le muon.

Que se passerait il concrètement ? (En oubliant le côté irréalisable mon expérience).

Ce n'est pas irréalisable, ça s'appelle un scintillateur.
Et pour le reste _chapix_ a déjà tout dit.

Aah un énorme merci pour cette réponse limpide ! et ok pour le scintillateur, j'aurai appris un autre truc aujourd'hui

Le 19 septembre 2017 à 21:54:30 _chapix_ a écrit :
Dans les deux référentiels le muon va atteindre l'interrupteur dc la lampe va s'allumer.
Sans relativité le muon ne pourrait pas atteindre l'interrupteur mais grâce à la dilatation du temps et la contraction des longueurs le muon atteind la surface ou l'interrupteur.

Dans le référentiel du muon n'oublie pas c'est l'interrupteur qui en mouvement et dc les meme effets relativistes s'applique sur celui ci.
La seul différence dans ce référentiel c'est que c'est l'interrupteur qui fonce sur le muon.

Les mêmes effets relativistes ne s'applique pas, ce n'est pas une situation symétrique (un peu comme le paradoxe des jumeaux), ou je me trompe ?

Pour la relativité c'est simple à comprendre, ça doit être mal expliqué ou je ne sais pas mais pas mal de gens peinent à comprendre
En gros, chaque objet a son propre référentiel, avec son temps propre. Les événements sont eux des points fixes de l'espace temps donc commun à tout l'univers, il n'y a pas de raison qu'un atteigne le scintillateur dans un référentiel et pas dans l'autre. La relativité décrit simplement le fait que le temps ne défile pas à la même vitesse pour les différents référentiels. MAIS dans chaque référentiel, une seconde reste une seconde. Si tu vas super vite ta montre ne battra pas plus lentement, pour toi ton temps est le bon, pour moi qui ne bouge pas, c'est le bon également. Le temps est relatif, si on compare nos deux montres une fois de retour dans le même référentiel (c'est un abus, je sais que référentiel veut seulement dire "système de coordonnés", maison utilise bien référentiel du muon, sous entendu celui où il est fixe).

Le 03 octobre 2017 à 21:12:57 Odyseus_v4 a écrit :

Le 19 septembre 2017 à 21:54:30 _chapix_ a écrit :
Dans les deux référentiels le muon va atteindre l'interrupteur dc la lampe va s'allumer.
Sans relativité le muon ne pourrait pas atteindre l'interrupteur mais grâce à la dilatation du temps et la contraction des longueurs le muon atteind la surface ou l'interrupteur.

Dans le référentiel du muon n'oublie pas c'est l'interrupteur qui en mouvement et dc les meme effets relativistes s'applique sur celui ci.
La seul différence dans ce référentiel c'est que c'est l'interrupteur qui fonce sur le muon.

Les mêmes effets relativistes ne s'applique pas, ce n'est pas une situation symétrique (un peu comme le paradoxe des jumeaux), ou je me trompe ?

Je veux dire qu'il y a bien un objet qui se "déplace pour de vrai", à prendre au sens de "il fournit l'énergie pour accélérer" (en même temps c'est la limite de la relativité restreinte où il n'y a pas besoin de fournir sachant qu'on est en translation uniforme). Comme le disait mon prof de relat', c'est pas parce qu'une voiture freine dans la rue que tu ressens la force du freinage. HUm mais je crois que je me perds avec ces histoires de relat' restreinte car tout ce que je dis là concerne des référentiels en accélération les uns par rapport aux autres.

Les mêmes effets relativistes ne s'applique pas, ce n'est pas une situation symétrique (un peu comme le paradoxe des jumeaux), ou je me trompe ?

J'aurais tendance à penser comme toi, il y a une grosse différence temporelle entre les deux référentiels due à la vitesse relativiste du muon, c'est précisément grâce à ce phénomène qu'on réussi à en récolter. .

Le 19 septembre 2017 à 16:27:37 jiemel2 a écrit :
J'installe une lampe dont l'interrupteur est une petite surface qui ne réagit qu'aux muons. Si un muon frappe l'interrupteur il sera actionné et la lampe s'allumera. Si aucun muon ne le frappe la lampe restera éteinte

Comme le dit un VDD, si un événement à lieu dans du point de vue d'un référentiel, alors il aura lieu du point de vue des autre référentiel, il n'existe pas des événements présents uniquement dans certains référentiels seulement

Donc soit le muons atteint la terre, soit il ne l'atteint pas (après pour tout ce qui relève de la mécanique quantique je ne suis pas calé), il n'y a pas de paradoxe

Du coup la lampe à la fois éteinte et allumée c'est pas possible

Par contre des dilatations temporelles et des contraction de longueurs seront évidement à prendre en compte pour les vitesses relativistes en jeu

Le 03 octobre 2017 à 21:22:35 Odyseus_v4 a écrit :
HUm mais je crois que je me perds avec ces histoires de relat' restreinte car tout ce que je dis là concerne des référentiels en accélération les uns par rapport aux autres.

Je pense que la RR suffit largement à traiter ce problème, à moins qu'il faille d'autres considération physique pour bien cerner comment le problème peut s'appliquer à des particules telles que les muons

Sinon je pense simplement que ce que tu as lu explique que malgré la durée de vie faible de 2 us des muons et le fait que (3.10^8 m/s) * (2.10^-6 s) = 150 m, ces-derniers ont le temps d'atteindre la Terre avant leur 'mort'

Cela du aux effets relativistes :

• du point de vue terrestre (sol), du fait de la dilatation des durées, le muons semble évoluer au ralenti, il durera donc de ce point de vue plus longtemps que 2us
• du point de vue du muons, du fait de la contraction de longueurs, le sol semblera bien plus proche et atteignable en 2us

par contre des 2 points de vue, la vitesse relative sera la même (et proche de 3.10^8 m/s)

Après j'espère ne pas me tromper, même si théoriquement ce que je dis ci-dessus doit être juste

du point de vue terrestre (sol), du fait de la dilatation des durées, le muons semble évoluer au ralenti, il durera donc de ce point de vue plus longtemps que 2u

Je ne crois pas non, s'il avait une forme il serait juste vu un peu plus "compressé" mais évoluant à 99,52% de c, par contre son trajet est bien plus long que son temps de vie ne le laissait présager sans la relativité.

Le 04 octobre 2017 à 22:05:48 kzekox a écrit :

du point de vue terrestre (sol), du fait de la dilatation des durées, le muons semble évoluer au ralenti, il durera donc de ce point de vue plus longtemps que 2u

Je ne crois pas non, s'il avait une forme il serait juste vu un peu plus "compressé" mais évoluant à 99,52% de c, par contre son trajet est bien plus long que son temps de vie ne le laissait présager sans la relativité.

Pourquoi je suis quasiment sûr que tu point de vue du référentiel terrestre le muons semblera aller au ralenti et vivre bien plus longtemps

Le 06 octobre 2017 à 00:26:51 Odyseus_v4 a écrit :

Le 04 octobre 2017 à 23:02:34 aAardvark a écrit :

Le 04 octobre 2017 à 22:05:48 kzekox a écrit :

du point de vue terrestre (sol), du fait de la dilatation des durées, le muons semble évoluer au ralenti, il durera donc de ce point de vue plus longtemps que 2u

Je ne crois pas non, s'il avait une forme il serait juste vu un peu plus "compressé" mais évoluant à 99,52% de c, par contre son trajet est bien plus long que son temps de vie ne le laissait présager sans la relativité.

Pourquoi je suis quasiment sûr que tu point de vue du référentiel terrestre le muons semblera aller au ralenti et vivre bien plus longtemps

non c'est une erreur assez courante. Du point de vue d'un référentiel (bon déjà on ne peut pas voir les muons mais disons, un vélo relativiste) et ben on ne le voit ni ralenti ni compréssé ni rien. C'est un problème d'effet Doppler. On voit de la lumière et pas des objets directement
Cf. ces vidéos et articles pour se donner une idée.

https://www.youtube.com/watch?v=C2IGMLYyA7U
https://www.youtube.com/watch?v=9lMYhhCkPXE
http://www.spacetimetravevel.org/tompkins/tompkins.html
http://www.spacetimetraveel.org/tuebingen/tuebingen.pdf
http://www.spacetimetravevel.org/fussball/fussball.html
http://www.exo.net/~pauldd/stars/PD_images_relativ.html

non c'est une erreur assez courante. Du points de vu d'un référentiel (bon déjà on ne peut pas voir les muons mais disons, un vélo relativiste) et ben on ne le voit ni ralenti ni compréssé ni rien. C'est un problème d'effet Doppler. On voit de la lumière et pas des objets directement

Cf. ces vidéos et articles pour se donner une idée.

Nan mais en fait je ne considérais pas le fait que l'information se transmettent par lumière, je considère simplement qu'on est omniscient dans un référentiel ou un autre, sinon on rajoute de la complexité pour pas grand chose

même si c'est un point intéressant

Ben du point de vue de la terre le muon va vite
du point de vu de la terre un avion va vite, pourquoi on aurait une "impression de ralenti" à haute vitesse.

Merci pour les précisions Odyseus_v4, j'étais persuadé qu'un objet proche de c était visiblement déformé, il semblerait que non grâce aux contractions des longueurs, décidément la relativité n'a rien d'intuitif.

Le 06 octobre 2017 à 15:17:04 Odyseus_v4 a écrit :
Ben du point de vue de la terre le muon va vite
du point de vu de la terre un avion va vite, pourquoi on aurait une "impression de ralenti" à haute vitesse.

Je me suis mal exprimé, la vitesse relative reste la même, je parlais de comment le temps du référentiel du muon semble évoluer du point de vue de la Terre. Si le muons était une horloge, les aiguilles tourneraient moins vite pour un observateur Terrestre (omniscient dans son référentiel, pour simplifier les choses et négliger le fait que l'information doit lui arriver au yeux)

Merci pour les précisions Odyseus_v4, j'étais persuadé qu'un objet proche de c était visiblement déformé, il semblerait que non grâce aux contractions des longueurs, décidément la relativité n'a rien d'intuitif.

En tout cas il est "déformé" pour certains observateurs du fait de la contraction des longueurs. Après effectivement ce qu'il voit réellement de ses yeux du fait que l'information est transmise par la lumière, c'est probablement autre chose

Odyseus_v4 Par contre super intéressant les simulations d'effet relativiste dans une ville en 3D J'avais cherché si ce genre de chose avait déjà été simulé mais j'avais rien trouvé

Du coup ces vidéos prennent en compte le transport de la lumière aussi ?

Le 06 octobre 2017 à 16:38:56 aAardvark a écrit :
Odyseus_v4 Par contre super intéressant les simulations d'effet relativiste dans une ville en 3D J'avais cherché si ce genre de chose avait déjà été simulé mais j'avais rien trouvé

Du coup ces vidéos prennent en compte le transport de la lumière aussi ?

Oui exactement. C'est une bête application de l'effet Doppler relativiste https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Doppler_relativiste qui décrit entre autre le décalage vers le rouge/bleu selon la direction dans laquelle on se déplace.

En fait l'observateur ne voit pas des longueurs contractées, des temps ralentis, etc.
Chaque référentiel a ses grandeurs vraies dans son référentiel et si on fait des expériences de mesure de la longueur il s'agit de la longueur physique de l'objet dans le référentiel "fixe". On avait par exemple fait un bon exercice de pensé. Un coureur cours avec une perche vers un garage trop petit pour la perche quand celle-ci est fixe. Par contre, quand la perche va vite, elle peut fitter dans le garage, elle peut physiquement rentrer (on aura évidement des problèmes si on ferme la porte du garage , enfin dès que le gars s’arrête de courir c'est fichu. On a la même problématique pour les paquets de particules dans un accélérateur par exemple, pour avoir un exemple plus réel. Ceux-ci se contractent (je crois, j'oublie tout le temps) et on mesure par exemple un courant plus long (ou plus court) qui est à rectifier.
http://www.testtubegames.com/velocityraptor.html un bon petit jeu pour jouer avec ces grandeurs physiques calculées mais non observées attention.

Je comprends ce que voulait dire. Donc oui en un sens si tu veux, l'horloge va moins vite. Mais je pense que c'est une mauvaise vision des choses. L'horloge va à la bonne vitesse pour l'observateur du référentiel "en mouvement" et celui du référentiel "fixe" ne voit pas ces grandeurs calculées. Les deux choses sont décolorées. Je trouve que la vision est mauvaise car justement fait appelle à trop de "imaginons". L'exemple de la perche par exemple, est "possible" on peut imaginer une accélération instantanée pour atteindre une vitesse proche de c et une décélération soudaine. Pour l'histoire des horloges, c'est extrapoler un calcul qui sert de comparaison entre les référentiels mais qui ne traduit en rien des sensations.

Le 06 octobre 2017 à 15:45:17 kzekox a écrit :
Merci pour les précisions Odyseus_v4, j'étais persuadé qu'un objet proche de c était visiblement déformé, il semblerait que non grâce aux contractions des longueurs, décidément la relativité n'a rien d'intuitif.

Il l'est. C'est sa forme réelle si tu veux. Mais ce n'est pas ce qu'on voit. C'est ce que l'on ressent

Il l'est. C'est sa forme réelle si tu veux. Mais ce n'est pas ce qu'on voit. C'est ce que l'on ressent

Tu m'as mis le doute je suis donc allé vérifier, et le coup du ballon est un cas spécial. Si on prend une simple règle on peut voir en tant qu observateur statique une déformation.

- si la règle nous arrive dessus à 99% de c on la verra légèrement plus longue que si elle était à l'arrêt.
- si la règle s'éloigne de nous on la verra plus courte que si elle était à l'arrêt.
- si la règle passe de profil on la verra aussi plus courte.

C'était expliqué dans tes liens aussi...
http://www.spacetimetraveel.org/bewegung/bewegung3.html