ミューオンとは

ミューオンの性質

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ミューオン（μ粒子）は電子と同じ仲間（レプトン）の素粒子です。

電子よりはるかに重く、物質をほとんど素通りする高い透過力を持ちます。

なぜ地上まで届くのか

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ミューオンは大気上層（高度約15km）で生成されます。 静止系での寿命は約2.2μsなので、光速で移動しても約660mしか進めないはずです。 それでも地表まで届くのは特殊相対性理論の効果によります。

相対論的効果

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光速に近い速度で動くミューオンにとって、時間の進み方が遅くなります（時間の遅れ）。 地上から見ると、ミューオンの寿命が数十倍に伸びて見えます。 これにより15km以上の距離を移動して地表に到達できます。

地球磁場との関係

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東西効果

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地球の磁場によってミューオンの親粒子（主に陽子）の軌道が曲げられます。 すると、東から来る粒子と西から来る粒子の数が非対称になります。 これを東西効果と呼びます。 宇宙線に正電荷を持つ粒子の方が多いことの証拠でもあります。

緯度効果

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地球磁場は赤道付近で強く、低エネルギーの宇宙線をはじきます。 そのため赤道に近いほどミューオン強度が弱く、極に近いほど強くなります。