¿Qué es la radiación de Cherenkov?
Durante el paso de una partícula a través de un determinado medio material a una velocidad que excede la velocidad de la luz para un medio dado, se puede observar la radiación característica, que ha recibido el nombre de radiación de Cherenkov (pero es más correcto llamarlo efecto Cherenkov - Vavilov). Este fenómeno se discutirá en este material.
Radiación de Cherenkov y la historia de su descubrimiento.
Entonces, durante el paso de la luz, por ejemplo, a través del vidrio (o cualquier material que transmita luz), la luz lo atraviesa mucho más lento que la luz en el vacío.
Aquí puede hacer una analogía con los viajes en avión. Por lo tanto, cualquier pasajero todavía pasa tiempo en aterrizajes intermedios, en comparación con un vuelo directo.
Aproximadamente lo mismo sucede con los rayos de luz, se ralentizan, interactúan con los átomos del medio y simplemente no pueden moverse tan rápido como en el vacío.
Entonces, de acuerdo con la teoría de la relatividad, ni un solo cuerpo material, incluidos los elementos elementales rápidos de alta energía Partículas que no pueden moverse a una velocidad correspondiente a la velocidad de propagación de un flujo de luz en un espacio.
Pero esta limitación no tiene nada que ver con la velocidad de movimiento en entornos transparentes. Entonces, por ejemplo, en el vidrio, los rayos de luz se propagan a una velocidad del 60% al 70% de la velocidad de propagación de un flujo de luz en un espacio sin aire.
Y resulta que no hay obstáculos para que una partícula lo suficientemente rápida (digamos, un protón o un electrón) se mueva más rápido que la velocidad del flujo de luz en tal medio.
Así, en el ya lejano 1934 P. Cherenkov bajo el liderazgo de S.I. Luminiscencia Vavilov de líquidos bajo la influencia de radiación gamma.
En el curso de experimentos científicos, se descubrió un tenue resplandor azulado, que actualmente se llama radiación de Cherenkov (pero sería más correcto llamarlo efecto Cherenkov-Vavilov).
Esta radiación fue provocada por los llamados electrones rápidos, que fueron eliminados de los átomos del material por la radiación gamma. Como resultó más tarde, tales electrones se movieron a una velocidad mayor que la velocidad de la luz en el medio considerado.
De hecho, se trata de una especie de onda de choque de tipo óptico, que es provocada en la atmósfera por un avión supersónico, que rompe la barrera del sonido.
Para comprender el proceso, puede recordar el principio de Huygens, según el cual, literalmente, cada punto en la trayectoria de propagación de ondas puede tomarse como una fuente de ondas secundarias.
Entonces, de acuerdo con el principio de Huygens, imaginemos que las ondas divergen hacia afuera en círculos concéntricos, mientras que su velocidad de propagación es igual a la velocidad de la luz. Además, cada onda subsiguiente emana del siguiente punto ubicado en el camino de la partícula.
Y si, en este caso, una partícula con una velocidad mayor que la velocidad de la luz en el medio, entonces está por delante de las ondas, y los picos de amplitud de estas ondas son responsables de la formación del frente de onda de la radiación de Cherenkov. .
En este caso, la radiación se propaga en un cono alrededor del camino de la partícula, y este ángulo depende directamente de la velocidad inicial de la partícula y de la velocidad del flujo de luz en el medio considerado.
¿Dónde se usa la radiación de Cherenkov en el mundo moderno?
Este efecto observado es extremadamente útil para la física de partículas elementales, ya que habiendo aprendido la magnitud del ángulo, los físicos pueden determinar con bastante facilidad la velocidad de la partícula que causó esta radiación.
Nota. Para su descubrimiento en 1958, Cherenkov, junto con I. Tamm, así como con I. Frank recibió el Premio Nobel de Física. Entonces, en 1937, Tamm y Frank finalmente descubrieron el mecanismo para la formación del brillo, y luego también asumieron su presencia en sólidos y gases.
Por tanto, la combinación con otros métodos de medición permite registrar partículas elementales en instalaciones de laboratorio.
Por el momento, la radiación de Cherenkov se utiliza activamente en detectores de laboratorio modernos.
Además, la radiación de Cherenkov se puede observar incluso a simple vista en pequeños reactores, que a menudo se montan en el fondo de la piscina para garantizar la protección contra las radiaciones. En este caso, el núcleo del reactor está rodeado por un resplandor azul, que es la radiación de Cherenkov.
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