Kas yra Cherenkovo spinduliuotė?
Kai dalelė praeina per tam tikrą medžiagą tokiu greičiu, kuris viršija tam tikros terpės šviesos greitį, galima pastebėti būdingą spinduliuotę, kuri buvo pavadinta Čerenkovo spinduliuote (bet teisingiau ją vadinti Čerenkovo efektu) - Vavilovas). Šis reiškinys bus aptartas šioje medžiagoje.
Cherenkovo radiacija ir jos atradimo istorija
Taigi, praeinant šviesai, pavyzdžiui, per stiklą (ar bet kokią šviesą praleidžiančią medžiagą), šviesa pro jį praeina daug lėčiau, nei šviesa praeina vakuume.
Čia galite piešti analogiją su kelionėmis lėktuvu. Taigi, palyginti su tiesioginiu skrydžiu, bet kuris keleivis vis tiek praleidžia laiką tarpiniuose tūpimuose.
Maždaug tas pats atsitinka ir su šviesos spinduliais, jie sulėtėja, sąveikauja su terpės atomais ir tiesiog negali judėti taip greitai, kaip vakuume.
Taigi, pagal reliatyvumo teoriją, ne vienas materialus kūnas, įskaitant greitą didelės energijos elementorių dalelės, kurios negali judėti greičiu, atitinkančiu šviesos srauto sklidimo oru greitį erdvės.
Tačiau šis apribojimas neturi nieko bendra su judėjimo greičiu skaidrioje aplinkoje. Taigi, pavyzdžiui, stikle šviesos spinduliai sklinda 60–70% šviesos srauto sklidimo beorėje erdvėje greičiu.
Ir pasirodo, kad nėra pakankamai kliūčių pakankamai greitai dalelei (tarkim, protonui ar elektronui) judėti greičiau nei šviesos srauto greitis tokioje terpėje.
Taigi jau tolimoje 1934 m. Čerenkovas, vadovaujamas S.I. Skysčių Vavilovo liuminescencija veikiant gama spinduliuotei.
Vykdant mokslinius eksperimentus, buvo aptiktas silpnas melsvas švytėjimas, kuris šiuo metu vadinamas Čerenkovo spinduliuote (bet teisingiau būtų pavadinti Čerenkovo-Vavilovo efektu).
Šią spinduliuotę sukėlė vadinamieji greiti elektronai, kuriuos gama spinduliuotė išmušė iš medžiagos atomų. Kaip paaiškėjo vėliau, tokie elektronai judėjo didesniu greičiu nei šviesos greitis nagrinėjamoje terpėje.
Tiesą sakant, tai yra tam tikras optinis smūgio bangos tipas, kurį atmosferoje išprovokuoja viršgarsinis lėktuvas, kuris sulaužo garso barjerą.
Norėdami suprasti procesą, galite prisiminti Huygenso principą, pagal kurį pažodžiui kiekvienas bangų sklidimo kelio taškas gali būti laikomas antrinių bangų šaltiniu.
Taigi pagal Huygenso principą įsivaizduokime, kad bangos išsiskiria į išorę koncentriniais apskritimais, o jų sklidimo greitis yra lygus šviesos greičiui. Be to, kiekviena paskesnė banga sklinda iš kito taško, esančio dalelės kelyje.
Ir jei šiuo atveju dalelė, kurios greitis didesnis už šviesos greitį terpėje, tada ji yra priekyje bangų, o šių bangų amplitudės smailės yra atsakingos už Cherenkovo spinduliuotės bangos fronto susidarymą .
Šiuo atveju spinduliuotė sklinda kūgiu aplink dalelės kelią, ir šis kampas tiesiogiai priklauso nuo pradinio dalelės greičio ir nuo šviesos srauto greičio nagrinėjamoje terpėje.
Kur Čerenkovo spinduliuotė naudojama šiuolaikiniame pasaulyje
Šis pastebėtas efektas yra labai naudingas elementariųjų dalelių fizikai, nes, sužinoję kampo dydį, fizikai gali gana lengvai nustatyti dalelės, sukėlusios šią spinduliuotę, greitį.
Pastaba. Už atradimą 1958 metais Čerenkovas kartu su I. Tammas, kaip ir aš. Frankas gavo Nobelio fizikos premiją. Taigi 1937 m. Tammas ir Frankas pagaliau išsiaiškino švytėjimo susidarymo mechanizmą, o tada taip pat padarė prielaidą apie jo buvimą kietosiose medžiagose ir dujose.
Taigi derinys su kitais matavimo metodais leidžia užregistruoti elementarias daleles laboratorijose.
Šiuo metu Cherenkovo spinduliuotė aktyviai naudojama šiuolaikiniuose laboratoriniuose detektoriuose.
Be to, Čerenkovo spinduliuotę galima pastebėti net plika akimi mažuose reaktoriuose, kurie dažnai montuojami baseino dugne, kad būtų užtikrinta apsauga nuo radiacijos. Šiuo atveju reaktoriaus šerdį supa mėlynas švytėjimas, kuris yra Čerenkovo spinduliuotė.
Jei jums patiko medžiaga, pasidalykite ja mėgstamuose socialiniuose tinkluose ir įvertinkite. Dėkojame už dėmesį!