Protus jaukiantis efektas. Kas atsitinka, kai dalelės juda greičiau nei pati šviesa

Tam tikromis aplinkybėmis dalelės gali judėti erdvėje greičiu, didesniu nei šviesos greitis. Kas nutinka šioms dalelėms, kai jos taip greitai juda, rašo „IFLScience“.

Kaip žinote, šviesos greitis vakuume yra absoliuti bet kokio greičio riba Visatoje. Pagal Einšteino reliatyvumo teoriją, niekas mums žinomoje visatoje negali judėti erdvėje greičiu, viršijančiu šviesos dalelių – fotonų – greitį, o jis yra apie 300 000 km/s. Norint įgyti didesnį greitį, bet kuriam objektui reikėtų be galo daug energijos, todėl tai neįmanoma.

Bet jei yra tam tikros tinkamos sąlygos, tada dalelės gali įveikti šviesos greitį, o kai tai atsitiks, gali atsirasti toks reiškinys kaip Čerenkovo ​​efektas. Pavyzdžiui, šviesos greitis vandenyje yra „tik“ 200 000 km/s, ir nors tai labai didelis greitis, bet kuriai dalelei jam įveikti reikia maždaug 175 kiloelektronvoltų energijos. O toks šviesos greičio viršijimas kartais pasitaiko.

Dar 1934 metais sovietų fizikas Pavlo Čerenkovas stebėjo, kas atsitiko, kai nukreipė gama spinduliuotės srovę į vandenį. Dėl to atsirado mėlyna spinduliuotė, sklindanti iš vandens, kuri vėliau buvo pavadinta Čerenkovo ​​spinduliuote.

Mokslininkas ir jo kolegos Ilja Frankas ir Igoris Tammas išsiaiškino, kokia yra šios spinduliuotės atsiradimo priežastis. Paaiškėjo, kad kai įkrautos subatominės dalelės vandenyje juda greičiau nei šviesos greitis (tai yra šviesos greitis vandeninėje aplinkoje), atsiranda ypatingas efektas. Tai panašu į garsinį sprogimą, kuris atsiranda, kai lėktuvas skrenda greičiau nei garso greitis. Už atradimą trys mokslininkai 1958 metais gavo Nobelio fizikos premiją.

Įdomiausia tai, kad Čerenkovo ​​spinduliuotė kartais gali atsirasti net žmogaus galvoje. Jau daugelį metų žmonės, gydantys vėžį spinduline terapija, pranešė matę mėlynos šviesos blyksnius net užmerkę akis.

For decades, people undergoing radiotherapy have reported experiencing this bizarre phenomenon.https://t.co/NHqzg5nSbD

— IFLScience (@IFLScience) July 4, 2023

Prieš 3 metus mokslininkai panaudojo specialią technologiją, sukurtą stebėti biologinių sistemų šviesos spinduliavimą, kad gautų šios šviesos vaizdą. Šis tyrimas parodė, kad žmonės tikrai mato keistus šviesos blyksnius, o mokslininkai padarė išvadą, kad tai yra Čerenkovo ​​spinduliuotės apraiška. Nors ne visi mokslo bendruomenėje sutiko su tokiomis išvadomis.

Tuomet tyrimo autoriai pareiškė, kad kai spinduliuotės srautas praeina pro akį, stiklakūnio viduje susidaro šviesa. Ir šios šviesos kiekio pakanka, kad sukeltų mėlynos spalvos blyksnio pojūtį. Mokslininkai taip pat teigė, kad šios šviesos spektrinė analizė leido daryti prielaidą, kad tai gali būti Čerenkovo ​​spinduliuotė.