В научно-фантастических фильмах ядерные реакторы и ядерные материалы постоянно сияют голубым светом. К примеру, в первом кинофильме про «Стального человека», герой Тони Старка в выполнении Роберта-Дауни младшего собирает маленькой атомный реактор, питающий костюмчик. Любопытно, что свойственное голубое свечение, исходящее от реактора (будь тот реальный) – реально имеющееся явление под заглавием эффект Вавилова-Черенкова. Конкретно из-за него вода, окружающая ядерные реакторы, вправду сияет ярко-синим. В первый раз это свечение увидели физик Сергей Вавилов и его аспирант Павел Черенков в лаборатории Физико-математического института в 1933 году, когда узрели, что бутылка с водой, подвергшаяся действию радиации, засветилась голубым светом. В 1958 году за это открытие Черенков получил Нобелевскую премию по физике, разделив ее с Ильей Франком и Игорем Таммом, которые экспериментально подтвердили существование эффекта. Хотя разъяснить излучение Вавилова-Черенкова удалось лишь опосля публикации Альбертом Эйнштейном специальной теории относительности, его существование было предсказано английским эрудитом Оливером Хевисайдом еще в 1888 году.
Когда некоторые частички, к примеру, галлактические частички, двигаются резвее скорости света в некой среде, возникает излучение Вавилова-Черенкова.
Что такое излучение Вавилова-Черенкова?
Превысить скорость света в вакууме нереально. Но когда простая частичка находится в плотной среде, то может превысить это ограничение. Так, частичка, разогнанная в вакууме, может влететь в воду со скоростью, к примеру, 299 799 км за секунду: потому что законы физики воспрещают секундное изменение скорости, частичка, находясь в среде, пролетает некое расстояние резвее местного ограничения. Во время полета частичка тормозит теряя энергию, которой необходимо куда-то деваться.
Как пишет Tass в статье, посвященной Нобелевской премии по физике 1958 года, при торможении машинки кинетическая энергия перебегает в нагрев тормозов, а сверхсветовые частички отдают излишек в виде квантов излучения, другими словами света. Одна из особенностей черенковского излучения состоит в том, что оно в главном находится в непрерывном ультрафиолетовом диапазоне, а не в ярко-синем.
Читайте также: Ученые приблизились к осознанию того, почему существует Вселенная
Любопытно, что черенковское излучение аналогично эффекту звукового удара. К примеру, если самолет в воздухе движется медлительнее скорости звука, то отклонение воздуха вокруг крыльев самолета происходит плавненько. Но если скорость движения превосходит среднюю скорость звука, то происходит неожиданное изменение давления и ударные волны распространяются от самолета в конусе со скоростью звука.
Вы наверное замечали, что атомный реактор Тони Старка светится голубым светом.
То, как конкретно возникает излучение, детально инспектировали Вавилов, Черенков, Тамм и Франк. Потому что в 1951 году Вавилова не сделалось, трое физиков получили Нобелевскую премию семь лет спустя. Благодаря их работе, сейчас можно следить излучение Вавилова-Черенкова фактически где угодно. При. условии, естественно, что вы понимаете, куда глядеть.
Желаете быть в курсе крайних новостей из мира пользующейся популярностью науки и больших технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram чтоб не пропустить ничего увлекательного!
Стршный голубий свет
Когда черенковское излучение проходит через воду, заряженные частички движутся резвее света через эту среду. Таковым образом, свет, который вы видите, имеет наиболее высшую частоту (либо наиболее маленькую длину волны), чем рядовая длина волны. Так как в черенковском излучении преобладает свет с недлинной длиной волны, свечение кажется голубым. Это происходит поэтому, что стремительно передвигающаяся заряженная частичка возбуждает электроны молекул воды, которые поглощают энергию и освобождают ее в виде фотонов света, ворачиваясь к равновесию. Обычно некие из этих фотонов нейтрализуют друг дружку (разрушительная интерференция), так что свечения не видно. Но когда частичка движется резвее, чем свет может пройти через воду, ударная волна делает конструктивную интерференцию, которую мы и лицезреем как свечение.
Это любопытно: Как смотрится самая малая частичка во Вселенной?
Диапазон излучения Черенкова непрерывен, и его интенсивность возрастает с частотой; конкретно это и присваивает ему стршный голубий цвет, который вы видите на фото реакторов «плавательного бассейна».
К счастью, излучение Вавилова-Черенкова можно употреблять не только лишь для того, чтоб вода в ядерной лаборатории светилась голубым. Так, в реакторе бассейнового типа количество голубого свечения быть может применено для измерения радиоактивности отработавших топливных стержней. Излучение употребляется в опытах по физике простых частиц – физики уповают, что оно поможет им найти природу исследуемых частиц.
Наиболее того, черенковское излучение возникает, когда галлактические лучи и заряженные частички ведут взаимодействие с атмосферой Земли, потому для измерения этих явлений, обнаружения нейтрино и исследования излучающих гамма-лучи астрономических объектов, к примеру остатки сверхновых, употребляются сенсоры.
О том, за что вручили Нобелевскую премию по физике в 2020 году и почему ученые считают, что до Огромного взрыва существовали остальные вселенные, я говорила в данной нам статье.
Любопытно, что если релятивистские заряженные частички ударяют в стекловидное тело людского глаза, то можно узреть вспышки черенковского излучения, к примеру, от действия галлактических лучей либо в итоге ядерной трагедии, так что лучше, наверняка, воздержаться.
Источник: