tsjerenkovstråling

Tsjerenkovstråling, også kalt Vavilov-Tsjerenkov-stråling, er et elektromagnetisk fenomen som ble oppdaget i 1934, av Pavel A. Tsjerenkov og hans medarbeidere. Tsjerenkovstrålingen danner et kontinuerlig spektrum med maksimal intensitet i det blå eller ultrafiolette område. Strålingen sees som et svakt blålig lys. Fenomenet er analogt til sjokkbølger.

Lysets forplantningshastighet i et stoff er lik lyshastigheten i tomt rom, c, dividert med stoffets brytningsindeks, n.

Hvis en elektrisk ladet partikkel kommer inn i et stoff med en hastighet nær c, vil den ikke momentant miste hastighet, slik lyset gjør, og vil derfor til å begynne med bevege seg hurtigere enn lyset gjennom stoffet (men ikke med en hastighet større enn lyshastigheten i tomt rom, som ifølge relativitetsteorien ikke kan overskrides).

På grunn av ladningen til den inntrengende partikkelen, blir stoffet omkring den polarisert. Derved oppstår en feltforandring som forplanter seg utover som en elektromagnetisk bølge.

Bølgefronten kan finnes fra Huygens' prinsipp, idet man betrakter hvert punkt langs partikkelens bane som utgangspunkt for en elementærbølge som forplanter seg med hastigheten c/n. Hvis det banestykket man ser på, er så lite at partikkelhastigheten kan regnes som konstant og lik v, vil bølgefronten danne en kjegleflate med partikkelbanen som akse.

Bølgens forplantningsretning står loddrett på bølgefronten, og vinkelen Θ som forplantningsretningen danner med partikkelbanen er bestemt ved at cos Θ = c/(n · v). Partikkelens hastighet eller energi kan derfor bestemmes ved måling av vinkelen Θ.

Tsjerenkovtelleren eller tsjerenkovdetektoren består av en gjennomsiktig plate eller ring og en lysdetektor, som regel en fotomultiplikator. Lysdetektoren stilles slik at den fanger opp lys som kommer ut fra platen i en bestemt retning. Hvis man da kjenner bevegelsesretningen til de partiklene som kommer inn mot platen og frembringer tsjerenkovstrålingen, kan man regne ut deres hastighet.