A Cserenkov-sugárzás és a sarki-fény

A Vavilov-Cserenkov-effektus kékje dereng

A röviden Cserenkov-sugárzás néven ismert effektus akkor figyelhető meg, amikor valamely töltött részecskék adott közegben a közegbeli mozgásra érvényes fénysebességnél gyorsabban haladnak. Az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) magyar detektor-fejlesztő csoportja (REGARD) e cikk keletkezése idején olyan részecskemegfigyelő berendezést fejleszt, melynek működése szintén a Vavilov-Cserenkov-effektuson alapul. A kutatók a tovaterjedő sugárzás hullámfrontjának elhajlási szögéből a hullámot meghatározó korpuszkulák (fotonok) sebességét mérhetik meg nagy pontossággal. Impulzusuk ismeretében a tömegük is kiszámítható. Ez sem kisebb élmény egy fizikusnak, mint a laikusnak egy látogatása paksi erőműben.

A villódzó kék derengésnél nagyobb élmény nem érhet egy atomreaktorban. Ha még nem láttad, vedd fel a bakancslistádra. Nézd a kéken túlit és a vörösön innenit, ilyen az életed, ultra és infra egyszerre. Lásd a láthatatlant és tűnődj el a a múló időről, hallgasd a világóra titkos ketyegését.

Cserenkov-sugárzás

A Nobel-díjas Cserenkov a születése 100. évfordulójára kiadott orosz bélyegen

Nem csak virtuális hacukák…

Mért adsz nekem fegyvert, és mért formálsz keményre?
A képzeletnek nincs szüksége fegyverre és késre.

(Dalszöveg: Irie Maffia: Baszd fel a kéket!)

Ha egy szigetelőben az adott közegre érvényes fénysebességnél nagyobb sebességgel halad egy töltött részecske, akkor elektromágneses sugárzást bocsát ki kúp alakban. Ez a jelenség a Vavilov-Cserenkov-effektus, a kibocsátott sugárzás a Cserenkov-sugárzás. (Wikipédia)

A Cserenkov-effektus a fénysebesség túlléphetetlenségén nyitott virtuális kiskapu. (Alberd Yollaka finn atomfizikus és polihisztor)

Bazd fel a kéket, Cserenkov!

Bizonyára sokatoknak van bakancslistája. Egy lista, melyre olyan dolgokat írtok, amit halálotok előtt látni akartok, meg akartok tenni. Nos nekem is van egy. A természeti jelenségek rovatban hosszú ideje két dolog szerepelt: a sarki fény és a Cserenkov-sugárzás. Vizsgáljuk meg közelebbről mind a kettőt a fény, mint elektromágneses sugárzás jelenségei között.

A sarki fény jelensége

Az ősi Kínában már tudták, hogy bizonyos fajta vasérc keskeny darabja zsinegre függesztve meghatározott irányba helyezkedik el, mégpedig egyik vége nagyjából Északra a másik Délre mutat. Az iránytű –több más keleti érdekességgel együtt – Marco Polonak köszönhetően jutott el Európába és lassan már ezer éve, hogy nélkülözhetetlenné vált a tájékozódásban, földrajzi helyek meghatározásában. S mint napjainkra kiderült, nemcsak az ember használja fel a Föld mágneses mezőjét a helyes irány meghatározására, hanem egyes költőző madarak, sőt, némely halfajta is képes észlelni. Az agyukban lévő érzékszerv segíti őket abban, hogy több ezer kilométer távolságban lévő költőhelyeiket biztosan megtalálják.

A Földet körülölelő mágneses tér nemcsak a tájékozódásban nélkülözhetetlen, hanem nagyon fontos hatása az is, hogy a Napból érkező nagy energiájú ionizált részecskeáramlások („napszél”) ellen védőpajzsot képez bolygónk köré. Ez a „kozmikus pajzs” a Van Allen-féle öv. A Van Allen-féle sugárzás-zónák úgy jönnek létre, hogy a Föld mágneses mezeje mintegy foglyul ejti és arra kényszeríti a Napból vagy a világűrből származó részecskéket, hogy a mágneses tér erővonalai mentén mozogjanak a mágneses pólusok között. A föld mágneses erővonalai mentén mozgó töltött részecskék a mágneses pólusok közelében azonban bejutnak a légkörbe, ütköznek a légkör atomjaival, ionizálják és gerjesztik azokat. A gerjesztett atomok fénykibocsátással kerülnek vissza az alapállapotukba. Az így létrejövő fényjelenséget hívják sarki fények, ami erősebb naptevékenység idején kifejezetten látványos.

A Vavilov-Cserenkov sugárzás

Bazd fel a kéket, Cserenkov!A speciális relativitáselmélet szerint a vákuumbeli fény sebessége határsebesség, abszolútum. Semmilyen jel, információ nem terjedhet ennél gyorsabban. A fény terjedési sebessége azonban eltérő közegekben különböző. Így például vízben a fény sebessége csupán 3/4-e a vákuumbeli sebességének. Az elmélet pusztán csak azt zárja ki, hogy a vákuumbeli fény sebességnél gyorsabban haladjon valami, de azt nem, hogy egy adott közegben gyorsabb legyen, mint a fény ugyanebben a közegben. Ez a „kiskapu” egy nagyon érdekes jelenséghez vezet. Ha egy szigetelőben a közegbeli fénysebességnél gyorsabban halad egy töltött részecske, akkor a mozgó töltés felől kúpszerűen kiinduló (elektromágneses) hullámot figyelhetünk meg, a fénysebességnél gyorsabb mozgás „lökéshullámát”. > Elolvasom ezt a cikket