Често се вели дека брзината на светлината не може да се надмине (ниту достигне), но во таа прилика подеднакво често се занемарува да се додаде – во вакуум. Брзината на светлината во некои средини може да се надмине. Во таа прилика се јавува еден посебен вид на електромагнетно зрачење.
Накратко за откритието
Рускиот физичар Черенков (Павел Алексеевич Черенков) во 1934-та година во текот на истражувањата открил дека наелектризираните честички предизвикуваат многу слабо сино зрачење кога поминуваат низ бистра течност. Академикот Вавилов (Сергеј Иванович Вавилов), кој во тоа време бил професор на Черенков, претпоставил дека таа светлина настанува како последица на движење на електроните во работната средина. Оваа претпоставка подоцна се покажала како точна. Теориското објаснување на појавата го објавиле во 1937 година академиците Игор Там и Илија Франк, а за откритието и теориското објаснување на зрачењето Черенков, Там и Франк во 1958 година добиле Нобелова награда. Самата појава се нарекоува Черенково зрачење, но во руската литература се спомнува и името на Вавилов.
Нуклеарен реактор околу кој се формира синото Черенково зрачење
За што станува збор?
Ако имаме тело со мали димензии кое се движи во некоја флуидна средина мнгоу брзо, со брзина поголема од онаа на звукот во тој флуид, како на пример авион кој го пробива звучниот ѕид, тогаш телото (авионот) ќе премине одредено растојание побрзо во споредба со звукот, при што ќе се слушне карактеристичен звук.
Черенковото зрачење е аналогна, но не и еквивалентна појава, бидејќи не станува збор за механички, туку за електромагнетни бранови, односно електромагнетно зрачење. Какво е тоа зрачење?
Во провидни средини исполнети со некој гас или течност, светлината не се движи со иста брзина којашто ја има во вакумот, туку побавно. Черенковото зрачење настанува кога наелектризираните честички се движат во некој медиум рамномерно праволиниски, така што брзината на движење е поголема од брзината на светлината во таа средина. Слично на аналогните појави во механиката и Черенковото зрачење се шири во облик на т.н. Махов конус, чијшто агол (односно – аголот помеѓу висината и генератрисата на конусот) може експериментално да се одреди. Ако по експериментален пат го измериме овој агол, можеме да ја одредиме брзината на движење на релативистичките честички (формално објаснување е изложено во „Астрономија 34“).
Како настанува електромагнетниот бран?
Знаеме дека полнежот кое релативно мирува е извор на електрично поле. Со електричното поле си играат и ученици, кога со наелектризиран чешел подигнуваат парче хартија.
Ако полнежот се движи рамномерно праволиниски, тој, покрај електричното поле кое го има „само по себе,“ има уште една компонента, а тоа е магнетно поле; во овој случај и електрично и магнетно поле не се менуваат со текот на времето. Магнетното поле исто ни е добро познато: нема некој кој не слушнал за магнетен компас.
Меѓутоа, доколку полнежот се движи забрзано (или успорено) тогаш покрај што предизвикува непроменливо и електрично и магнетно поле, предизвикува и временски променливо електромагнетно поле. Додека константното, непроменливо, електично и магнетно поле опаѓаат со квадратот од растојанието, електромагнетното поле опаѓа линеарно со растојанието, а тоа значи мнгоу побавно: на релативно мали растојанија од изворот на зрачење можеме да ја детектираме само таа променлива компонента, додека електричното и магнетното поле, секое за себе, се многу слаби.
Меѓутоа, Черенковото зрачење е единстевен случај каде полнежот којшто се движи рамномерно праволиниски предизвикува електромагнетно поле, односно онаа сина светлина која што Черенков ја забележал.
Черенков против Ајнштајн
Конечно, можеме да се запрашаме дали овие заклучоци не се согласуваат или дури и да се противат со теоријата на релативноста? Не! Теоријата на релативност тврди дека не е можно да се достигне брзината на светлината во вакуум. При тоа, во секојдневната комуникација, како онаа на форумот „Астрономски магазин“ не секогаш експлицитно се спомнува дека станува збор за брзината во вакуум, туку тоа некако се подразбира, за да се заштеди на време при пишувањето. На прв поглед тоа може да нè доведе до заклучокот дека постои парадокс „пропуст во релативноста“, но парадокс нема. Патувајќи низ медиум, брзината на светлината е помала од нејзината брзина во вакуум. Сè додека брзината на наелектризираните честички е помала од брзината на светлината во вакуум, теоријата на релатиноста нема да биде негирана.
За крај, колкава е всушност брзината на свелтината во вакуум? Приближно 300.000 км/сек. Физичарите се толку многу убедени во тоа, што не може да се промени мислењето дека оваа вредност едноставно нема грешка во мерењето. Во провиден флуид, брзината е секогаш помала од оваа вредност.
Значи, до некаде, може и „побрзо од светлината“…
Превод: Александра Бошкова
Извор: Astronomski Magazin
