O que é radiação Cherenkov
Durante a passagem de uma partícula por um determinado meio material a uma velocidade que excede a velocidade da luz para um determinado meio, pode-se observar a radiação característica, que recebeu o nome de radiação Cherenkov (mas é mais correto chamá-la de efeito Cherenkov - Vavilov). Este fenômeno será discutido neste material.
Radiação Cherenkov e a história de sua descoberta
Assim, durante a passagem da luz, por exemplo, pelo vidro (ou qualquer material que transmita luz), a luz passa por ele muito mais lentamente do que a luz passa no vácuo.
Aqui você pode fazer uma analogia com viagens aéreas. Assim, qualquer passageiro ainda gasta tempo em pousos intermediários, quando comparado a um vôo direto.
Praticamente a mesma coisa acontece com os raios de luz, eles são desacelerados, interagindo com os átomos do meio e simplesmente são incapazes de se mover tão rápido quanto no vácuo.
Assim, de acordo com a teoria da relatividade, nem um único corpo material, incluindo elementos elementares rápidos de alta energia partículas que são incapazes de se mover a uma velocidade correspondente à velocidade de propagação de um fluxo de luz em um ambiente sem ar espaço.
Mas essa limitação não tem nada a ver com a velocidade de movimento em ambientes transparentes. Assim, por exemplo, no vidro, os raios de luz se propagam a uma velocidade de 60% a 70% da velocidade de propagação de um fluxo de luz em um espaço sem ar.
E acontece que não há obstáculos para uma partícula suficientemente rápida (digamos, para um próton ou um elétron) se mover mais rápido do que a velocidade do fluxo de luz em tal meio.
Portanto, no já distante 1934 P. Cherenkov sob a liderança de S.I. Vavilov luminescência de líquidos sob a influência da radiação gama.
No decorrer de experimentos científicos, um leve brilho azulado foi descoberto, que atualmente é chamado de radiação Cherenkov (mas seria mais correto chamá-lo de efeito Cherenkov-Vavilov).
Essa radiação foi desencadeada pelos chamados elétrons rápidos, que foram expulsos dos átomos do material pela radiação gama. Como ficou claro mais tarde, esses elétrons se moviam a uma velocidade maior do que a velocidade da luz no meio em consideração.
Na verdade, trata-se de uma espécie de onda de choque ótica, que é provocada na atmosfera por uma aeronave supersônica, que quebra a barreira do som.
Para entender o processo, você pode relembrar o Princípio de Huygens, segundo o qual literalmente cada ponto no caminho de propagação das ondas pode ser tomado como uma fonte de ondas secundárias.
Portanto, de acordo com o princípio de Huygens, vamos imaginar que as ondas divergem para fora em círculos concêntricos, enquanto sua velocidade de propagação é igual à velocidade da luz. Além disso, cada onda subsequente emana do próximo ponto localizado no caminho da partícula.
E se, neste caso, uma partícula com velocidade maior que a velocidade da luz no meio, então ela está à frente das ondas, e os picos de amplitude dessas ondas são responsáveis pela formação da frente de onda da radiação Cherenkov .
Nesse caso, a radiação se propaga em um cone ao redor do caminho da partícula, e esse ângulo depende diretamente da velocidade inicial da partícula e da velocidade do fluxo de luz no meio em consideração.
Onde está a radiação Cherenkov usada no mundo moderno
Este efeito observado é extremamente útil para a física das partículas elementares, uma vez que, tendo aprendido a magnitude do ângulo, os físicos podem facilmente determinar a velocidade da partícula que causou essa radiação.
Observação. Por sua descoberta em 1958, Cherenkov, junto com I. Tamm, assim como eu. Frank recebeu o Prêmio Nobel de Física. Então, em 1937, Tamm e Frank finalmente descobriram o mecanismo para a formação do brilho e também fizeram uma suposição sobre sua presença em sólidos e gases.
Portanto, a combinação com outros métodos de medição torna possível registrar partículas elementares em instalações de laboratório.
No momento, a radiação Cherenkov é ativamente usada em modernos detectores de laboratório.
Além disso, a radiação Cherenkov pode ser observada mesmo a olho nu em pequenos reatores, que muitas vezes são montados no fundo da piscina para garantir a proteção radiológica. Nesse caso, o núcleo do reator é circundado por um brilho azul, que é a radiação Cherenkov.
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