Qu'est-ce que le rayonnement Cherenkov
Lors du passage d'une particule à travers un certain milieu matériel à une vitesse qui dépasse la vitesse de la lumière pour un milieu donné, on peut observer un rayonnement caractéristique, qui a reçu le nom de rayonnement Cherenkov (mais il est plus correct de l'appeler l'effet Cherenkov - Vavilov). Ce phénomène sera discuté dans ce document.
Le rayonnement Cherenkov et l'histoire de sa découverte
Ainsi, lors du passage de la lumière, par exemple, à travers le verre (ou tout matériau qui transmet la lumière), la lumière le traverse beaucoup plus lentement que la lumière ne passe dans le vide.
Ici, vous pouvez faire une analogie avec le transport aérien. Ainsi, tout passager passe encore du temps sur des atterrissages intermédiaires, par rapport à un vol direct.
À peu près la même chose se produit avec les rayons lumineux, ils sont ralentis, interagissant avec les atomes du milieu, et sont tout simplement incapables de se déplacer aussi vite que dans le vide.
Ainsi, selon la théorie de la relativité, pas un seul corps matériel, y compris des éléments élémentaires rapides de haute énergie particules incapables de se déplacer à une vitesse correspondant à la vitesse de propagation d'un flux lumineux dans un airless espacer.
Mais cette limitation n'a rien à voir avec la vitesse de déplacement dans des environnements transparents. Ainsi, par exemple, dans le verre, les rayons lumineux se propagent à une vitesse de 60% à 70% de la vitesse de propagation d'un flux lumineux dans un espace sans air.
Et il s'avère qu'il n'y a pas d'obstacles pour qu'une particule suffisamment rapide (disons, pour un proton ou un électron) se déplace plus vite que la vitesse du flux lumineux dans un tel milieu.
Ainsi, dans le déjà lointain 1934 P. Cherenkov sous la direction de S.I. Luminescence Vavilov des liquides sous l'influence du rayonnement gamma.
Au cours d'expériences scientifiques, une faible lueur bleuâtre a été découverte, qui est actuellement appelée le rayonnement Cherenkov (mais il serait plus correct de l'appeler l'effet Cherenkov-Vavilov).
Ce rayonnement a été déclenché par les électrons dits rapides, qui ont été éliminés des atomes du matériau par le rayonnement gamma. Comme il s'est avéré plus tard, ces électrons se sont déplacés à une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière dans le milieu considéré.
En fait, il s'agit d'une sorte d'onde de choc de type optique, qui est provoquée dans l'atmosphère par un avion supersonique, qui franchit le mur du son.
Pour comprendre le processus, vous pouvez vous rappeler le principe de Huygens, selon lequel littéralement chaque point sur le chemin de propagation des ondes peut être considéré comme une source d'ondes secondaires.
Ainsi, selon le principe de Huygens, imaginons que les ondes divergent vers l'extérieur en cercles concentriques, alors que leur vitesse de propagation est égale à la vitesse de la lumière. De plus, chaque onde suivante émane du point suivant situé sur la trajectoire du mouvement de la particule.
Et si, dans ce cas, une particule avec une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière dans le milieu, alors elle est en avance sur les ondes, et les pics d'amplitude de ces ondes sont responsables de la formation du front d'onde du rayonnement Cherenkov .
Dans ce cas, le rayonnement se propage dans un cône autour du trajet de la particule, et cet angle dépend directement de la vitesse initiale de la particule et de la vitesse du flux lumineux dans le milieu considéré.
Où le rayonnement Cherenkov est-il utilisé dans le monde moderne
Cet effet observé est extrêmement utile pour la physique des particules élémentaires, car ayant appris la grandeur de l'angle, les physiciens peuvent assez facilement déterminer la vitesse de la particule qui a provoqué ce rayonnement.
Noter. Pour sa découverte en 1958, Cherenkov, avec I. Tamm, ainsi qu'avec I. Frank a reçu le prix Nobel de physique. Ainsi, en 1937, Tamm et Frank ont finalement compris le mécanisme de formation de la lueur, puis ont également émis une hypothèse sur sa présence dans les solides et les gaz.
Ainsi, la combinaison avec d'autres méthodes de mesure permet d'enregistrer des particules élémentaires dans des installations de laboratoire.
À l'heure actuelle, le rayonnement Cherenkov est activement utilisé dans les détecteurs de laboratoire modernes.
De plus, le rayonnement Cherenkov peut être observé même à l'œil nu dans les petits réacteurs, qui sont souvent montés au fond de la piscine pour garantir la radioprotection. Dans ce cas, le cœur du réacteur est entouré d'une lueur bleue, qui est le rayonnement Cherenkov.
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