ผลกระทบของ Vavilov-Cerenkova: คุณต้องรู้อะไร

Anonim

ในภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์และวัสดุนิวเคลียร์นั้นส่องประกายเป็นสีน้ำเงินอยู่เสมอ ตัวอย่างเช่นในภาพยนตร์เรื่องแรกเกี่ยวกับ "Iron Man" ฮีโร่ของ Tony Stark ที่ดำเนินการโดย Robert Downey ที่อายุน้อยกว่ารวบรวมเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กที่เลี้ยงเครื่องแต่งกาย ที่น่าสนใจคือแสงสีฟ้าที่มีลักษณะสีน้ำเงินเล็ดลอดออกมาจากเครื่องปฏิกรณ์ (เป็นจริง) - ปรากฏการณ์ที่มีอยู่จริงเรียกว่าผลกระทบของ Vavilov-Cherenkov มันเป็นเพราะมันเป็นน้ำที่ล้อมรอบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์จริงๆส่องแสงสีฟ้าสดใส เป็นครั้งแรกที่มีการสังเกตจากนักฟิสิกส์ Sergey Vavilov และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของเขา Pavel Cherenkov ในห้องปฏิบัติการของสถาบันฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ในปี 1933 เมื่อพวกเขาเห็นว่าขวดน้ำได้รับอิทธิพลจากการแผ่รังสีก็สว่างขึ้นด้วยแสงสีฟ้า ในปี 1958 สำหรับการค้นพบ Chenkov นี้ได้รับรางวัลโนเบลในฟิสิกส์แบ่งมันกับ Ilya Frank และ Igor Tamm ซึ่งได้รับการยืนยันการดำรงอยู่ของผลกระทบ แม้ว่าการแผ่รังสีของ Vavilov-Cherenkov ก็อธิบายเฉพาะหลังจากการตีพิมพ์โดย Albert Einstein ทฤษฎีพิเศษของสัมพัทธภาพการดำรงอยู่ของมันถูกทำนายโดย English Erudite Oliver Hebisida ในปี 1888

ผลกระทบของ Vavilov-Cerenkova: คุณต้องรู้อะไร 13073_1
เมื่ออนุภาคบางอย่างเช่นอนุภาคจักรวาลเคลื่อนที่เร็วกว่าความเร็วของแสงในบางปานกลางรังสี Vavilov-Cherenkov จะปรากฏขึ้น

รังสี Vavilov-Cherenkov คืออะไร?

เป็นไปไม่ได้ที่จะเกินความเร็วแสงใน Vacuo แต่เมื่ออนุภาคเบื้องต้นอยู่ในสื่อที่หนาแน่นมันอาจเกินขีด จำกัด นี้ ดังนั้นอนุภาคที่โอเวอร์คล็อกใน Vacuo สามารถบินลงไปในน้ำได้อย่างรวดเร็วเช่น 299,799 กิโลเมตรต่อวินาที: เนื่องจากกฎหมายของนักฟิสิกส์ห้ามการเปลี่ยนแปลงความเร็วทันทีอนุภาคที่อยู่ในสภาพแวดล้อมบินระยะทางเร็วกว่าข้อ จำกัด ในท้องถิ่น ในระหว่างการบินอนุภาคจะชะลอการสูญเสียพลังงานที่ต้องไปที่ไหนสักแห่ง

เนื่องจาก Tass เขียนในบทความที่อุทิศให้กับรางวัลโนเบลในปี 1958 ฟิสิกส์เมื่อการเบรกรถยนต์พลังงานจลน์เคลื่อนไปสู่ความร้อนของเบรกและอนุภาค Superluminal ส่วนเกินในรูปแบบของรังสี Quanta นั่นคือแสง หนึ่งในคุณสมบัติของการแผ่รังสี Cherenkov คือส่วนใหญ่ในสเปกตรัมรังสีอัลตราไวโอเลตอย่างต่อเนื่องและไม่ได้อยู่ในสีฟ้าสดใส

อ่านเพิ่มเติม: นักวิทยาศาสตร์เข้าหาความเข้าใจว่าทำไมจึงมีจักรวาล

ที่น่าสนใจการแผ่รังสี Cherenkov นั้นคล้ายกับผลกระทบของการส่งผลกระทบต่อเสียง ตัวอย่างเช่นหากเครื่องบินเคลื่อนที่ช้ากว่าความเร็วของเสียงแล้วส่วนเบี่ยงเบนของอากาศรอบ ๆ ปีกของเครื่องบินก็เกิดขึ้นอย่างราบรื่น อย่างไรก็ตามหากความเร็วของการเคลื่อนไหวเกินความเร็วเฉลี่ยของเสียงจึงมีการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันในแรงดันและคลื่นกระแทกแพร่กระจายจากเครื่องบินในกรวยที่มีความเร็วเสียง

ผลกระทบของ Vavilov-Cerenkova: คุณต้องรู้อะไร 13073_2
คุณอาจสังเกตเห็นว่าเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของโทนี่สตาร์คส่องแสงสีฟ้า

ความจริงที่ว่าการแผ่รังสีปรากฏขึ้น Vavilov, Chernok, Tamm และ Frank ที่ตรวจสอบในรายละเอียด ตั้งแต่ในปี 1951 Vavilov ไม่ได้กลายเป็นนักฟิสิกส์สามคนได้รับรางวัลโนเบลเจ็ดปีต่อมา ขอบคุณงานของพวกเขาวันนี้คุณสามารถสังเกตรังสีของ Vavilov-Cherenkov ได้เกือบทุกที่ ที่. เงื่อนไขแน่นอนสิ่งที่คุณรู้ว่าจะดูที่ไหน

ต้องการให้ทันข่าวล่าสุดจากโลกแห่งวิทยาศาสตร์ยอดนิยมและเทคโนโลยีชั้นสูง? สมัครสมาชิกช่องทางของเราในโทรเลขเพื่อไม่พลาดสิ่งที่น่าสนใจ!

แสงสีฟ้าน่าขนลุก

เมื่อการแผ่รังสี Chenkovo ​​ผ่านน้ำอนุภาคที่มีประจุจะเคลื่อนที่เร็วกว่าแสงผ่านสื่อนี้ ดังนั้นแสงที่คุณเห็นมีความถี่สูงกว่า (หรือความยาวคลื่นที่สั้นกว่า) มากกว่าความยาวคลื่นปกติ ตั้งแต่แสงที่มีความยาวคลื่นสั้น ๆ ที่มีอยู่ในรังสี Cherenkov เรืองแสงดูเหมือนว่าสีน้ำเงิน นี่เป็นเพราะอนุภาคที่มีการชาร์จเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วทำให้อิเล็กตรอนของโมเลกุลน้ำซึ่งดูดซับพลังงานและปล่อยในรูปแบบของโฟตอนของแสงกลับไปสมดุล โดยปกติแล้วภาพเหล่านี้จะทำให้เกิดการรบกวนซึ่งกันและกัน (การรบกวนการทำลายล้าง) ดังนั้นการเรืองแสงจึงมองไม่เห็น แต่เมื่ออนุภาคเคลื่อนที่เร็วกว่าแสงสามารถผ่านน้ำได้คลื่นกระแทกสร้างสัญญาณรบกวนที่สร้างสรรค์ที่เราเห็นว่าเปล่งประกาย

มันน่าสนใจ: อนุภาคที่เล็กที่สุดในจักรวาลมีลักษณะอย่างไร

ผลกระทบของ Vavilov-Cerenkova: คุณต้องรู้อะไร 13073_3
สเปกตรัมรังสี Cherenkov นั้นต่อเนื่องและความเข้มของมันเพิ่มขึ้นด้วยความถี่ นี่คือสิ่งที่ทำให้เขามีสีฟ้าที่น่าขนลุกซึ่งคุณเห็นในภาพถ่ายของเครื่องปฏิกรณ์สระว่ายน้ำ

โชคดีที่การแผ่รังสีของ Vavilov-Cherenkov สามารถใช้ได้ไม่เพียง แต่เพื่อให้น้ำในห้องปฏิบัติการนิวเคลียร์จะส่องแสงสีน้ำเงิน ดังนั้นในเครื่องปฏิกรณ์ประเภทลุ่มน้ำจำนวนเรืองแสงสีน้ำเงินสามารถใช้วัดกัมมันตภาพรังสีของแท่งน้ำมันเชื้อเพลิงไอเสีย การแผ่รังสีถูกใช้ในการทดลองในฟิสิกส์ของอนุภาคเบื้องต้น - ฟิสิกส์หวังว่าจะช่วยให้พวกเขากำหนดลักษณะของอนุภาคที่อยู่ระหว่างการศึกษา

ยิ่งไปกว่านั้นรังสี Chenkovo ​​เกิดขึ้นเมื่อรังสีคอสมิกและอนุภาคที่มีการเรียกเก็บเงินมีปฏิสัมพันธ์กับบรรยากาศของโลกดังนั้นในการวัดปรากฏการณ์เหล่านี้การตรวจหานิวตริโนและการศึกษารังสีแกมมาของวัตถุดาราศาสตร์เช่นซุปเปอร์โนวายังคงอยู่เครื่องตรวจจับ ถูกนำมาใช้

เกี่ยวกับสิ่งที่นำเสนอโดยรางวัลโนเบลในฟิสิกส์ในปี 2020 และทำไมนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าจักรวาลอื่น ๆ มีอยู่กับการระเบิดขนาดใหญ่ฉันบอกในบทความนี้

ที่น่าสนใจถ้าอนุภาคที่มีประจุที่เกี่ยวข้องกับร่างกายของดวงตาของมนุษย์แล้วคุณสามารถเห็นแสงแฟลชของการแผ่รังสีของ Chenkovsky เช่นจากผลกระทบของรังสีคอสมิกหรือเป็นผลมาจากอุบัติเหตุนิวเคลียร์ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะละเว้น จากปรากฏการณ์ที่สดใสนี้

อ่านเพิ่มเติม