Muones Atmosféricos

La mayoría de los muones observados en la superficie de la Tierra, son producidos por rayos cósmicos primarios en la atmósfera superior. Son las más numerosas partículas energéticas que llegan al nivel del mar, con un flujo de aproximadamente 1 muón por centímetro cuadrado por segundo. Esto se puede comparar con el flujo de neutrinos solares de aproximadamente 5 x 10⁶ por centímetro cuadrado por segundo.

La energía media de los muones que alcanzan el nivel del mar, es de aproximadamente 4 GeV. Los muones, siendo partículas, interactúan con la materia ionizándola. La pérdida de energía de los muones que pasan a través de la atmósfera, es proporcional a la cantidad de materia que atraviesan. El medio se caracteriza generalmente por su densidad (g/cm³), multiplicada por la distancia recorrida en centímetros. Esto a veces se llama "longitud de interacción" y se mide en g/cm². La pérdida de energía de los muones es de aproximadamente 2 MeV por g/cm². La profundidad de la interacción con la atmósfera, es de unos 1000 cm², por lo que los muones pierden alrededor de 2 GeV al pasar por la atmósfera. Con una energía media de muones en la superficie del mar = 4 GeV, esto sugiere una energía original de muones en las proximidades de 6 GeV.

Se piensa que la mayoría de los muones se crean a una altura de unos 15.000 metros, y viajan con otras partículas a la Tierra en lluvias cónicas, dentro de aproximadamente 1° de la trayectoria de la partícula primaria que las crea. La medición del flujo de muones a diferentes altitudes es un ejemplo útil de la dilatación del tiempo relativista. Con una energía de 4 GeV, el factor de dilatación del tiempo es g = 38,8.