Η ακτινοβολία Τσερένκοφ εμφανίζεται όταν ένα φορτισμένο σωματίδιο κινείται μέσα στην ύλη πιο γρήγορα από το φως. Αυτό το φαινόμενο είναι το οπτικό ισοδύναμο του ακουστικού κρότου που δημιουργείται, για παράδειγμα, όταν ένα αεροπλάνο κινείται πιο γρήγορα από την ταχύτητα του ήχου.
Αλλά πως μπορεί ένα σωματίδιο να πηγαίνει πιο γρήγορα από το φως χωρίς να αντιβαίνει στους νόμους της φυσικής;
Η ταχύτητα του φωτός στο κενό είναι το υπέρτατο όριο ταχύτητας: 300.000.000 μέτρα το δευτερόλεπτο. Πειστεύεται ότι τίποτε δεν μπορεί να ταξιδέψει πιο γρήγορα.
Παρ’ όλα αυτά, το φως μειώνει ταχύτητα όταν περνά από νερό, γυαλί και άλλα διαφανή υλικά – σε κάποιες περιπτώσεις περισσότερο από 25%.Έτσι ένα σωματίδιο μπορεί να περάσει μέσα από ένα υλικό πιο γρήγορα από το φως, ενώ την ίδια στιγμή να έχει μικρότερη ταχύτητα από την ταχύτητα του φωτός στο κενό.
Όταν αυτό συμβαίνει, το σωματίδιο εκπέμπει ιώδη ακτινοβολία Τσερένκοφ, η οποία διαχέεται πίσω του σε έναν κοίκο κώνο με μορφή παραπλήσια του κώνου ενός ακουστικού κρότου. Αυτό το φως δίνει στο νερό που περιβάλλει τον πυρήνα του πυρηνικού αντιδραστήρα τη χαρακτηριστική μπλε ανταύγεια.
Οι επιστήμονες κατασκευάζουν τηλεσκόπια για να συλλέγουν την ακτινοβολία Τσερένκοφ που εκπέμπεται από βροχή κοσμικών ακτίνων και ακτίνων γάμα στη γήινη ατμόσφαιρα. Οι φυσικοί ερευνητές του νετρίνου εμβάπτισαν εκατοντάδες φωτοευαίσθητους αισθητήρες σε μεγάλες ποσότητες νερού και πάγου για να καταγράψουν την ακτινοβολία Τσερένκοφ από μυόνια και ηλεκτρόνια, που εμφανίζεται όταν νετρίνα συγκρούονται με άτομα. Η ακτινοβολία Τσερένκοφ που έχει καταγραφεί με τέτοια όργανα βοηθά τους επιστήμονες να ταυτοποιήσουν σωματίδια και να καθορίσουν τις ενέργειές τους.
Michelangelo D’ Agostino,
University of California Berkeley
