Tjerenkovstrålning

Det blåa Tjerenkov-ljuset.
Tjerenkovstrålning från en laddad partikel som färdas nära ljusets hastighet i ett medium med brytningsindex n = 1.25. Vågfronter centrerade kring positioner vid t = 0,1...5 bildar en kon med toppvinkel α=arcsin(4/5).

Tjerenkovstrålning är ett fenomen som uppstår när en laddad partikel rör sig fortare än ljushastigheten i det material som partikeln rör sig genom.

Fenomenet har fått sitt namn efter den ryske fysikern Pavel Tjerenkov som gjorde upptäckten år 1934. Det förklarades tre år senare av Ilja Frank och Igor Tamm. För detta fick de tre fysikerna dela på Nobelpriset i fysik 1958.[1]

Ljusets hastighet i vakuum är den högsta hastighet en partikel kan röra sig med enligt relativitetsteorin. I genomskinliga material (glas, vatten med mera) rör sig ljuset betydligt långsammare än i vakuum, och det blir då möjligt för en partikel att röra sig fortare än ljuset i det materialet. När detta händer utsänds så kallad tjerenkovstrålning, eller tjerenkovljus.

I vattenbassängerna på kärnkraftverk kan man se ett blått tjerenkovljus komma från laddade partiklar som rör sig fortare genom vattnet än vad ljuset gör. Anledningen till ljusbangen är att den laddade partikeln polariserar de omgivande molekylerna. Dessa deexciteras därefter snabbt, varvid en koherent vågfront av ljus avges. Bildandet av tjerenkovstrålning kan jämföras med bildandet av den ljudkon som uppkommer bakom till exempel flygplan eller gevärskulor vid överljudshastighet.

I CERN, en europeisk forskningsanläggning för främst partikelfysik, används tjerenkovstrålningen för att - tillsammans med stora mängder andra data - avgöra olika egenskaper hos partiklar.

Referenser

  1. ^ ”Nobel Prize in Physics 1958 - Presentation Speech”. www.nobelprize.org. https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1958/ceremony-speech/. Läst 20 februari 2017. 

Media som används på denna webbplats

TrigaReactorCore.jpeg
Neutron Radiography Reactor, Hot Fuels Examination Facility, Idaho National Laboratory.

The Neutron Radiography Reactor is a 250 kW TRIGA reactor. It is equipped with two beam tubes and two separate radiography stations and used for neutron radiography irradiation of small test components.

The blue glow is caused by Cherenkov radiation. The light water surrounding the core provides ample radiation protection for observers.
Cherenkov radiation-animation.gif
Animation of arise Cherenkov's radiation. From the left fly a particle, which polarizes atoms and molecules in surroundings her track. By backward depolarization these atoms and molecules emanate electromagnetic radiation, which from places rise expansive in spherical wave surface. Cover of these wave surface generates conus. In his cut it is possible find rectangular triangle. There is . c . t is displacement, which travel Cherenkov's radiation behind time t, v . t is displacement, which travel a particle.
Cherenkov2.svg
Cherenkov radiation from a charge particle nearly at the speed of light moving in a medium with index of refraction n = 1.25. Wavefronts emitted at times 0,1...5 form a shock-front cone with an opening angle α=arcsin(0.8).