schoolboyПод собственным временем я подразумеваю показания собственных часов классических (не квантовых) тел. В СТО такое собственное время оказывается свойством мировой линии тела, и оно вычисляется как "минковская длина" вдоль мировой линии.
Поскольку каждый отдельный мюон - квантовый объект, движение которого не описывается определённой мировой линией, то он, по-моему, не имеет собственного времени. И опыт, думаю, это подтверждает: мы не умеем предсказать ни место ни время распада очередного мюона; это величины, флуктуирующие квантовым образом.
И когда речь идёт о времени жизни мюона, или другой нестабильной квантовой частицы, то всегда имеется ввиду результат статистического
усреднения многих наблюдавшихся распадов, т.е. это усреднённое время жизни.
Так же и кинематическая диаграмма распада, на которой изображают частицы-продукты реакции, - это либо результат статистического усреднения многих наблюдавшихся событий, либо идеализированное (под картину классических траекторий) изображение "треков" в однократном эпизоде, но возникших с участием макроскопического количества других частиц в камере Вильсона или в фотоэмульсии и т.п. Во всех случаях речь не идёт о мировой линии именно квантовой частицы, а идёт речь только о классически наблюдаемых событиях: например, трек в камере Вильсона это макроскопическая (видимая глазом) совокупность капелек воды, которую мы идеализированно принимаем за траекторию квантовой частицы.
Конечно, я не знаю, почему работает квантовая механика, и почему работает СТО. Почему-то природа так устроена, что квантовые частицы не имеют строго определённых траекторий (и потому не имеют мировых линий и собственных времён), но после усреднения, в результате перехода к классическому описанию их движения, СТО применима к такой картине усреднённых "по квантовому ансамблю" событий.
Этот же переход я подразумеваю, когда говорю, что
частицы с высокой энергией в ускорителях, или в космических лучах,
движутся по законам релятивистской механики (СТО). Да, среднее время распада быстрых частиц больше, чем медленных, - на опыте наблюдается эффект релятивистского замедления времени в точном согласии с СТО для картины мировых линий, усреднённо описывающих квантовое движение частиц. Увы, я не знаю, почему так получается, хотя очень хочется узнать.
Приведу ещё одно соображение, которое говорит мне, что с понятием собственного времени в применении к квантовой частице надо быть очень осторожным.
Предствьте себе вертикальную прямую, проходящую через две мировые точки А и В на оси времени
. Она изображает классическое покоящееся тело, и
есть интервал его собственного времени. А теперь представьте себе проходящую через те же точки
ломаную линию, состоящую из большого количества
светоподобных зигзагов; очевидно, вдоль неё интервал собственного времени между теми же точками равен нулю:
Если зигзаги слегка скруглить, то интервал между теми же точками будет не ноль, но и не
Это верно даже если зигзаги очень мелкие, "микроскопические". Значит, допустив в рассмотрение даже такие, вроде бы, небольшие флуктуации мировой линии, в результате которых она на вид почти не отличается от гладкой прямой, мы уже имеем большую неопределённость собственного времени
. Тут возможны и дальнейшие спекуляции; например, возникает искушение предположить, что пространственный масштаб зигзагов связан с массой частицы (из соображения: чем больше масса, тем "классичнее" квантовая частица). Тогда на роль такого масштаба претендует
- комптоновская длина, а частотой зигзагов будет
Однако, несмотря на свою давнюю историю, такого рода идеи светоподобных зигзагов или "дрожания" не дали значимых плодов...
Так что, имхо, действительно, лучше не устраивать коктейля из КМ и СТО, если речь не идёт о квантовой теории поля. (Но если у Вас уже есть отчётливое объяснение происхождению квантовых и релятивистских эффектов, то, конечно, колитесь смелее, не секретничайте :-))
