Radiazione o effetto Cherenkov è un curioso luce bluastra cioè proprio una radiazione di tipo elettromagnetico prodotta dal passaggio di particelle in un mezzo a velocità superiori a quelle della luce in detto mezzo.
La velocità della luce dipende dal mezzo e raggiunge il suo valore massimo nel vuoto. È vero che si ritiene che il valore della velocità della luce non possa essere superato, secondo la Teoria della Relatività Speciale, che stabilisce la velocità della luce nel vuoto a 300,000 km/s, ma in un mezzo nel uno che è necessariamente inferiore.
Origini dello studio della radiazione Cherenkov
Nel 1934, il fisico sovietico Pável Alekseyevich Cherenkov (a volte scritto Čerenkov, Cherenkhov o anche Cerenkhov) stava conducendo esperimenti relativi alla radioattività quando osservò un fenomeno curioso: quando una bottiglia piena d'acqua contenente radiazioni alfa o beta molto elevate veniva scossa, energia (particelle cariche, come nuclei di elio o elettroni che si muovono molto velocemente), la bottiglia brillava di una luce bluastra.
Quando gli elettroni ad alta energia viaggiano attraverso l'acqua, dove la velocità della luce è "solo" 225,000 km/s, un effetto ottico viene creato che è l'equivalente di boom sonico effetto prodotto da un getto quando supera la velocità del suono nell'aria, ma applicato alla luminescenza.
Effetto Cherenkov nell'acqua di un reattore nucleare.
L'effetto Cherenkov appare come a bagliore blu , ad esempio, nelle pozze d'acqua di reattori nucleari e irradiatori di raggi gamma. In questo caso l'effetto è causato dalle particelle provenienti dal reattore o dall'irradiatore, che viaggiano a velocità superiori a quelle della luce nell'acqua. Questa luce si diffonde attraverso il mezzo a forma di cono lungo il percorso della particella carica.
La radiazione Cherenkov si verifica solo se la particella che passa attraverso il mezzo è elettricamente carica, come un protone. Perché si verifichi la radiazione Cherenkov, il mezzo deve essere un dielettrico.
Cherenkov ha ricevuto il Premio Nobel per la fisica nel 1958 per le sue scoperte relative a questa reazione, deve essere costituita da atomi o molecole suscettibili di essere influenzati da un campo elettrico. Pertanto, un protone che viaggia attraverso un mezzo fatto di neutroni, ad esempio, non emetterebbe radiazioni Cherenkov.
Utilità e applicazioni dell'effetto Cherenkov
Lo studio di queste reazioni non è rimasta una semplice curiosità scientifica, ma ha dato origine a diversi usi ed evoluzioni degli studi originari. Telescopi Cherenkov sono strumenti molto precisi il cui scopo è rilevare i raggi gamma ad alta energia , con una velocità prossima a quella della luce, viaggiando nel vuoto.
Forse il più noto è il telescopio MAGIC (Major Atmospheric Gamma-Ray Imaging Cherenkov) a Tenerife, che rileva raggi gamma ad altissima energia dovuti alla radiazione Cherenkov che producono nell'atmosfera, anche se ce ne sono altri come VERITAS, CANGAROO-III , MAGIC e HESS per determinare dove e con quale energia vengono generati i raggi cosmici ed essere così in grado di capirli
meglio la fisica del cosmo.
L'effetto Cherenkov è anche molto utile nei rivelatori di particelle in cui la suddetta radiazione viene utilizzata come tracciante. Particolarmente dentro rivelatori di neutrini di acqua pesante come come Super Kamiokande o Super-K, uno degli osservatori più precisi al mondo situato un chilometro sotto la superficie di Gifu, in Giappone.
Poiché misurando l'angolo tra la radiazione (luce) e il percorso della particella, è possibile determinare la velocità della particella, l'effetto viene utilizzato nel Contatore Cherenkov , un dispositivo per rilevare particelle molto veloci e determinarne la velocità o per distinguere tra particelle con velocità diverse.
