Ефект Черенкова: що відбувається, коли частки рухаються швидше за саме світло

За певних обставин частки можуть рухатися в просторі зі швидкістю вищою, ніж швидкість світла. Що відбувається з цими частками, коли вони так швидко переміщуються, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Як відомо, швидкість світла у вакуумі є абсолютною межею для будь-якої швидкості у Всесвіті. Згідно з теорією відносності Ейнштейна, ніщо у відомому нам Всесвіті не може переміщатися в просторі зі швидкістю, що перевищує швидкість руху часток світла — фотонів, і вона становить 300 тисяч км/с. Для того, щоб набрати більшу швидкість будь-якому об'єкту знадобиться безмежна кількість енергії, тому це неможливо.

Але якщо мають місце певні правильні умови, то частки можуть подолати швидкість світла і коли це відбувається, то може з'явитися таке явище, як ефект Черенкова. Наприклад, швидкість світла у воді становить "всього" 200 тисяч км/с і, хоча це дуже велика швидкість, щоб її подолати будь-якій частці потрібно приблизно 175 кілоелектронвольт енергії. І таке перевищення швидкості світла іноді відбувається.

Ще 1934 року радянський фізик Павло Черенков став свідком того, що відбувається, коли він направив потік гамма-випромінювання на воду. У результаті з'явилося блакитне випромінювання, що виходить від води, яке пізніше отримало назву випромінювання Черенкова.

Науковець та його колеги, Ілля Франк та Ігор Тамм з'ясували, що є причиною появи цього випромінювання. Виявилося, що коли заряджені субатомні частки, рухаються у воді швидше за швидкість світла (тобто швидкості світла у водному середовищі), то з'являється особливий ефект. Він схожий на звуковий удар, який виникає, коли літак летить швидше за швидкість звуку. За своє відкриття троє вчених отримали Нобелівську премію з фізики 1958 року.

Найцікавіше, що випромінювання Черенкова може іноді з'явитися навіть у голові людини. Протягом багатьох років люди, які лікувалися від раку за допомогою променевої терапії, повідомляли про те, що вони бачили спалахи світла блакитного кольору навіть із заплющеними очима.

3 роки тому вчені використали спеціальну технологію, створену для спостереження за світловим випромінюванням біологічних систем, щоб отримати зображення цього світла. Це дослідження показало, що люди справді бачать дивні спалахи світла, і вчені дійшли висновку, що це прояв випромінювання Черенкова. Хоча не всі в науковій спільноті погодилися з такими висновками.

Автори дослідження тоді заявили про те, що, коли потік випромінювання проходить через око, всередині склоподібного тіла генерується світло. І кількості цього світла достатньо, щоб викликати появу відчуття спалаху блакитного кольору. Також учені заявили, що спектральний аналіз цього світла дозволив припустити, що воно може бути випромінюванням Черенкова.

Фокус уже писав про те, що в атмосфері Землі знайшли незвичайне полярне сяйво. Але, на відміну від відомих північного і південного полярних сяйв, люди не можуть його побачити.