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Ciencia, Tecnología y Educación


                  Measurement of the Speed and Mean Lifetime of the Muon


                                    (Medición de la velocidad y vida media del Muón)

                                                Juan Augusto Cabrera Padilla.

              Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Circuito de la Investigación
                        Científica, Ciudad Universitaria, Coyoacán, 04150, Ciudad de México, México.

                                       E-mail: jaugusto@estudiantes.fisica.unam.mx

                                        (Recibido el 15/11/24; aceptado el 18/12/24)

                       Tlahuizcalli, No. 30, septiembre-diciembre 2024, Tecnológico Nacional de México-CIIDET


                                                          Resumen
          Este reporte muestra los resultados de la medición de la vida media  y velocidad de muónes provenientes de rayos
          cósmicos. La medición de la vida media se realizó mediante la detección de los muónes con la ayuda de un centellador
          conectado a un fotomultiplicador, midiendo el tiempo entre su detección y su decaimiento. Esto permitió obtener una
          distribución de tiempos de decaimiento, a partir de la cual, mediante un ajuste, se obtuvieron los valores de vida media
          de        = (2.429 ± 0.112)     y        = (2.458 ± 0.113)    . Para la medida de la velocidad del muón, se colocaron 2
          centelladores separados por una distancia vertical variable; se midió el tiempo transcurrido entre la detección de un
          muón en el centellador superior, y su detección en el centellador inferior. Se obtuvo una distribución normal de tiempos
          para distintas distancias de separación verticales, y con ello, a partir del tiempo medio de cada distribución, se calculó
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          un valor para la velocidad de:    = 2.400 × 10 ± 1.47 × 10   /  . Los resultados para la vida media son consistentes
          con los valores más recientes reportados en el Review of Particle Physics (Navas, 2024), mientras que el valor obtenido
          para la velocidad media de los muónes, es consistente con relatividad especial.
          Palabras clave: muón, vida media, velocidad del muón, centellador, fotomultiplicador.



                                                          Abstract
          This report shows the result of the measurement of the mean lifetime and speed of cosmic ray muons. Measurement was
          made through the detection of muons with a scintillator coupled to a photomultiplier, measuring the time interval between
          its initial detection and its decay. This allowed to get a distribution of the decay time of the muon. A curve fit to the data
          yielded two values for the mean lifetime:        = (2.429 ± 0.112)     and        = (2.458 ± 0.113)    . For the measurement
          of the muon’s mean speed, two scintillators were separated vertically by a variable distance. The time interval between
          the muon’s detection at the upper scintillator and at the lower one was measured for different  vertical separations. A
          distribution of this time interval was obtained for each distance. The mean time obtained from the distribution for each
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          separation, yielded a value of:    = 2.400 × 10 ± 1.47 × 10   /   for the mean speed. The results for the muon’s mean
          lifetime are consistent with the most recent values reported at the Review of Particle Physics (Navas, 2024). Meanwhile,
          the measurement of the mean speed of muons is consistent with special relativity.
          Keywords: muon, mean lifetime, muon’s speed, scintillator, photomultiplier.








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           Año 10 Núm. 30 septiembre-diciembre 2024                                    Tlahuizcalli ISSN: 2448-7260
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