Tšerenkovin säteily

Tšerenkovin säteily on sähkömagneettista säteilyä, joka syntyy, kun eristeessä etenevän sähköisesti varatun hiukkasen nopeus ylittää valon nopeuden kyseisessä eristeessä. Hiukkanen ei siis ylitä valonnopeutta (valon nopeus tyhjiössä) vaan valon nopeuden itse eristeessä tai aineessa, jossa valon nopeus on valonnopeutta hitaampi. Säteily on nimetty neuvostoliittolaisen Pavel Tšerenkovin mukaan, joka vuonna 1958 sai Nobelin fysiikanpalkinnon ilmiön selittämisestä yhdessä Ilja Frankin ja Igor Tammin kanssa.

Synty ja ominaisuudet 

Väliaineessa liikkuva hiukkanen voi ylittää valon nopeuden kyseisessä väliaineessa, sillä esimerkiksi vedessä valon nopeus on vain 0,75 c, kun tyhjiössä se on 1 c. Tšerenkovin mekanismissa varattu hiukkanen menettää kuitenkin ylimääräisen liike-energiansa nopeasti vuorovaikutuksessa väliaineen elektronien kanssa. Elektronien viritystila purkautuu Tšerenkovin säteilynä nähtävien fotonien muodossa. Esimerkiksi käynnissä olevan ydinreaktorin sydämessä näkyvä sininen kajo on Tšerenkovin säteilyä.

Spektriltään Tšerenkovin säteily on kontinuumisäteilyä. Suurin osa siitä keskittyy spektrin ultraviolettialueelle.

Sovellukset

Tšerenkovin säteilyllä on sovelluksia suurenergiafysiikan ja tähtitieteen tutkimuksessa, esimerkiksi neutriinojen etsimisessä. Kun neutriino osuu vesimolekyyliin, vapautuu myoni, joka säteilee Tšerenkovin säteilyä, ja tämä on havaittavissa valonilmaisimilla. Ilmiötä hyödyntävät neutriinoteleskoopit.

Kun kosmisen säteilyn suurenerginen hiukkanen iskeytyy yläilmakehään, se tuottaa hyvin suurella nopeudella eteneviä elektroni-positronipareja. Nämä parit tuottavat Tšerenkovin säteilyä, jota maanpäälliset Tšerenkov-teleskoopit, kuten VERITAS, MAGIC ja H.E.S.S., havaitsevat.

Katso myös 

 Kosmisten säteiden visuaalinen ilmiö – valoilmiö, johon Tšerenkovin säteily mahdollisesti liittyy.

Lähteet 

Sähkömagneettinen säteily