Что такое излучение Вавилова-Черенкова и как оно возникает
В 1958 году трое советских физиков разделили между собой Нобелевскую премию с формулировкой «за открытие и истолкование эффекта Черенкова». Благодаря этому эффекту в бассейне ядерного реактора можно видеть красивое синее свечение. Также черенковское излучение сегодня помогает исследователям находить следы высокоэнергетичных нейтрино на эксперименте IceCube.
Такое свечение создается, когда какая-либо заряженная частица, например, электрон, на высокой скорости входит в прозрачную среду. Частица продолжает испускать свечение, пока ее скорость не станет меньше фазовой скорости света в среде. Дело в том, что изначально скорость частицы выше фазовой скорости света в среде, в которую она попадает.
Как такое может быть, спросите вы. Все дело в том, что скорость света во всех средах разная. И чем плотнее среда, тем ниже эта величина. Поэтому то значение скорости света, которое мы знаем, характерно только для глубокого вакуума, в воде же свет движется гораздо медленнее. Поэтому некоторые высокоэнергетичные частицы могут превышать эту скорость, входя в плотную среду.
Возникновение черенковского излучения похоже на возникновение ударной волны — конуса Маха — при преодолении самолетов звукового барьера. Только в данном случае фронт волны состоит не из молекул воздуха, а из квантов света.
Излучение Вавилова-Черенкова ученые ранее использовали для визуализации онкологических патологий. Также оно применяется для детектирования нейтрино. Эти частицы, хоть и не имеют заряда, но могут выбивать заряженные отрицательно электроны с оболочек атомов в прозрачной среде. А эти выбитые электроны, вылетающие с орбит на высокой скорости, создают черенковское излучение.
