Τι είναι η ακτινοβολία Cherenkov
Κατά τη διέλευση ενός σωματιδίου από ένα συγκεκριμένο υλικό υλικό με ταχύτητα που υπερβαίνει την ταχύτητα του φωτός για ένα δεδομένο μέσο, μπορεί κανείς να παρατηρήσει χαρακτηριστική ακτινοβολία, η οποία έχει λάβει το όνομα ακτινοβολία Cherenkov (αλλά είναι πιο σωστό να το ονομάσουμε φαινόμενο Cherenkov - Βαβίλοφ). Αυτό το φαινόμενο θα συζητηθεί σε αυτό το υλικό.
Η ακτινοβολία Cherenkov και η ιστορία της ανακάλυψής της
Έτσι, κατά τη διέλευση του φωτός, για παράδειγμα, μέσω γυαλιού (ή οποιουδήποτε υλικού που μεταδίδει το φως), το φως περνά μέσα από αυτό πολύ πιο αργά από ό, τι το φως περνά σε κενό.
Εδώ μπορείτε να σχεδιάσετε μια αναλογία με τα αεροπορικά ταξίδια. Έτσι, κάθε επιβάτης εξακολουθεί να ξοδεύει χρόνο σε ενδιάμεσες προσγειώσεις, σε σύγκριση με μια απευθείας πτήση.
Περίπου το ίδιο συμβαίνει με τις ακτίνες φωτός, επιβραδύνονται, αλληλεπιδρούν με τα άτομα του μέσου και απλά δεν μπορούν να κινηθούν τόσο γρήγορα όσο σε κενό.
Σύμφωνα λοιπόν με τη θεωρία της σχετικότητας, ούτε ένα υλικό σώμα, συμπεριλαμβανομένου του γρήγορου στοιχειώδους υψηλής ενέργειας σωματίδια που αδυνατούν να κινηθούν με ταχύτητα που αντιστοιχεί στην ταχύτητα διάδοσης μιας ροής φωτός σε ένα airless χώρος.
Αλλά αυτός ο περιορισμός δεν έχει καμία σχέση με την ταχύτητα κίνησης σε διαφανή περιβάλλοντα. Έτσι, για παράδειγμα, στο γυαλί, οι ακτίνες φωτός διαδίδονται με ταχύτητα 60% έως 70% της ταχύτητας διάδοσης μιας ροής φωτός σε χώρο χωρίς αέρα.
Και αποδεικνύεται ότι δεν υπάρχουν εμπόδια για ένα αρκετά γρήγορο σωματίδιο (ας πούμε, για ένα πρωτόνιο ή ένα ηλεκτρόνιο) να κινηθεί γρηγορότερα από την ταχύτητα της ροής φωτός σε ένα τέτοιο μέσο.
Έτσι, στο ήδη μακρινό 1934, ο Π. Ο Cherenkov υπό την ηγεσία του S.I. Φωταύγεια Vavilov υγρών υπό την επίδραση της ακτινοβολίας γάμμα.
Κατά τη διάρκεια των επιστημονικών πειραμάτων, ανακαλύφθηκε μια αμυδρή γαλαζωπή λάμψη, η οποία σήμερα ονομάζεται ακτινοβολία Cherenkov (αλλά θα ήταν πιο σωστό να το ονομάσουμε φαινόμενο Cherenkov-Vavilov).
Αυτή η ακτινοβολία πυροδοτήθηκε από τα λεγόμενα γρήγορα ηλεκτρόνια, τα οποία χτυπήθηκαν από τα άτομα του υλικού από ακτινοβολία γάμμα. Όπως αποδείχθηκε αργότερα, τέτοια ηλεκτρόνια κινήθηκαν με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός στο υπό εξέταση μέσο.
Στην πραγματικότητα, αυτό είναι ένα είδος οπτικού τύπου κρουστικού κύματος, το οποίο προκαλείται στην ατμόσφαιρα από ένα υπερηχητικό αεροσκάφος, το οποίο ξεπερνά το φράγμα του ήχου.
Για να κατανοήσετε τη διαδικασία, μπορείτε να θυμηθείτε την Αρχή του Huygens, σύμφωνα με την οποία κυριολεκτικά κάθε σημείο στο μονοπάτι της διάδοσης των κυμάτων μπορεί να ληφθεί ως πηγή δευτερογενών κυμάτων.
Σύμφωνα λοιπόν με την αρχή του Huygens, ας φανταστούμε ότι τα κύματα αποκλίνουν προς τα έξω σε ομόκεντρους κύκλους, ενώ η ταχύτητα διάδοσής τους είναι ίση με την ταχύτητα του φωτός. Επιπλέον, κάθε επόμενο κύμα προέρχεται από το επόμενο σημείο που βρίσκεται στη διαδρομή της κίνησης του σωματιδίου.
Και αν, σε αυτή την περίπτωση, ένα σωματίδιο με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός στο μέσο, τότε είναι μπροστά από τα κύματα, και οι κορυφές του πλάτους αυτών των κυμάτων είναι υπεύθυνες για το σχηματισμό της πρόσοψης κύματος της ακτινοβολίας Cherenkov Το
Σε αυτή την περίπτωση, η ακτινοβολία διαδίδεται σε έναν κώνο γύρω από τη διαδρομή κίνησης του σωματιδίου, και αυτή η γωνία εξαρτάται άμεσα από την αρχική ταχύτητα του σωματιδίου και από την ταχύτητα της ροής φωτός στο υπό εξέταση μέσο.
Πού χρησιμοποιείται η ακτινοβολία Cherenkov στον σύγχρονο κόσμο
Αυτό το παρατηρούμενο αποτέλεσμα είναι εξαιρετικά χρήσιμο για τη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων, αφού έχοντας μάθει το μέγεθος της γωνίας, οι φυσικοί μπορούν πολύ εύκολα να προσδιορίσουν την ταχύτητα του σωματιδίου που προκάλεσε αυτήν την ακτινοβολία.
Σημείωση. Για την ανακάλυψή του το 1958, ο Cherenkov, μαζί με τον I. Tamm, καθώς και εγώ. Ο Φρανκ έλαβε το Νόμπελ Φυσικής. Έτσι, το 1937, ο Tamm και ο Frank κατάλαβαν τελικά τον μηχανισμό σχηματισμού λάμψης και στη συνέχεια έκαναν επίσης μια υπόθεση για την παρουσία του σε στερεά και αέρια.
Ο συνδυασμός λοιπόν με άλλες μεθόδους μέτρησης καθιστά δυνατή την καταχώριση στοιχειωδών σωματιδίων σε εργαστηριακές εγκαταστάσεις.
Προς το παρόν, η ακτινοβολία Cherenkov χρησιμοποιείται ενεργά σε σύγχρονους εργαστηριακούς ανιχνευτές.
Επιπλέον, η ακτινοβολία Cherenkov μπορεί να παρατηρηθεί ακόμη και με γυμνό μάτι σε μικρούς αντιδραστήρες, οι οποίοι συχνά τοποθετούνται στο κάτω μέρος της πισίνας για να εγγυηθούν την ακτινοπροστασία. Σε αυτή την περίπτωση, ο πυρήνας του αντιδραστήρα περιβάλλεται από μια μπλε λάμψη, η οποία είναι η ακτινοβολία Cherenkov.
Αν σας άρεσε το υλικό, μοιραστείτε το στα αγαπημένα σας κοινωνικά δίκτυα και βαθμολογήστε το. Σας ευχαριστώ για την προσοχή!