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.

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 dock ljuset betydligt långsammare än vad det gör i vakuum, och det blir då möjligt för en partikel att röra sig fortare än ljuset. När detta händer utsänds så kallad tjerenkovstrålning, eller tjerenkovljus.

I vattenbassängerna på kärnkraftverk kan man se ett blått tjerenkovljus som kommer 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 försöker sedan snabbt deexciteras och avger därmed en koherent vågfront av ljus. Bildandet av tjerenkovstrålning kan jämföras med bildandet av den ljudkon som uppkommer bakom till exempel flygplan eller gevärskulor vid överljudshastighet.

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