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$\100dpi \displaystyle \mu$ 粒子と $\100dpi \displaystyle \pi$ 中間子の寿命はそれぞれ $\100dpi \displaystyle 2.26\times 10^{-6} s$ , $\100dpi \displaystyle 2.60 \times 10^{-8} s$ である。地表で観測されるこれらの粒子のほとんどは大気圏上層部で１次宇宙線(大部分は高エネルギー陽子)と空気の原子核の衝突反応によって生じる。 $\100dpi \displaystyle \mu$ や $\100dpi \displaystyle \pi$ が生まれる高度が地表より60 kmならば、鉛直下向き方向に初速度を持って生成された粒子の0.67%(e^-5)が地表まで達するためには、それぞれの粒子の運動量はいくら以上でなければいけないか。(解説へ)

現在世界最高エネルギーの陽子加速器は欧州ジュネーブ近郊のCERN(欧州合同原子核研究機構)にある陽子陽子衝突型加速器LHCであり、エネルギーは約8 TeVである。この陽子陽子衝突反応(解説へ)

問題集

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問1.1

問1.2