Tsjerenkov-stråling

Det blå tsjerenkovlyset

Tsjerenkovstråling fra en ladd partikkel som ferdes nær lysets hastighet i et medium med brytningsindeks n = 1.25. Bølgefronter sentrert rundt posisjoner ved t = 0,1…5 danner en kjegle med toppvinkel α=arcsin(4/5).

Tsjerenkovstråling er et fenomen som oppstår når en partikkel beveger seg raskere enn lysets hastighet i det stoffet som partikkelen beveger seg gjennom. Fenomenet har fått sitt navn etter den russiske fysikeren Pavel Tsjerenkov.

Ifølge relativitetsteorien er lysets hastighet i vakuum den høyeste hastigheten en partikkel kan oppnå. I gjennomsiktige stoffer (glass, vann osv.) beveger lyset seg imidlertid betydelig langsommere enn det det gjør i vakuum, og det blir da mulig for en partikkel å bevege seg raskere enn lyset. Når dette skjer, sendes det ut en såkalt tsjerenkovstråling, eller tsjerenkovlys.

I vannbassengene på kjernekraftverk kan man se et blått tsjerenkovlys som kommer fra ladde partikler som beveger seg raskere gjennom vannet enn det lyset gjør. Årsaken til lyseksplosjonen er at den ladde partikkelen polariserer de omgivende molekylene. Disse forsøker så å raskt deeksiteres, og avgir dermed en sammenhengende bølgefront av lys. Dannelsen av tsjerenkovstråling kan sammenlignes med dannelsen av en lydkjegle som oppstår bak blant annet fly eller geværkuler ved overlydshastighet.

I CERN, som er et europeisk forskningsanlegg først og fremst for partikkelfysikk, brukes tsjerenkovstråling, sammen med store mengder data, til å finne ulike egenskaper hos partikler.