Çerenkov Işıması (Çerenkov Radyasyonu): Bağıl Ortamda Işıkdan Hızlı Gitmek!

Işık hızının aşılmayacağı söylenir. Aslında tam da öyle olmadığını söylemek yanlış olmaz.

Elbette ışığın boşluktaki hızına (saniyede 299,792,458 metredir) hiçbir kütleli cisim varamaz veya aşamaz. Ama bu boşluktaki hızı için geçerli bir durumdur. Işığın, ortamın yoğunluğuna bağlı olarak, hızı da değişir.

Ilya Frank, Igor Tamm ve Pavel Alekseyevich Çerenkov'a 1958 Nobel Fizik Ödülü kazandıran Çerenkov Işıması bunun göstergesidir.

Çerenkov Işıması, en basit anlatım ile, sudaki yüklü parçacıkların ortamdaki ışıkdan daha hızlı hareket etmesi sonucunda ortaya çıkan bir "şok dalgası"dır.

Çerenkov Işıması Nasıl Oluşur:

Bir dieliktik (yalıtkan) ortamda ışıktan daha hızlı giden bir parçacık (genellikle elektron) var ise, o parçacıklar ortamdaki atomların enerji dengelerini bozarlar (bunu da ortamdaki elektomanyetik alanı bozarak yaparlar). Bunun sonucunda elektron polarize olur (yükler tersi yüküne döner). Bu atomlar enerji dengelerini geri kazanmak isterler ve bunun için de görünür ışıkta fotonlar serbest bırakırlar. Ortam, elektronun hızına yetişemez ve bir "şok dalgası" oluşur.

Bu şok dalgası genellikle mavi-mor (frekans ve dalga boyundan dolayı) renklerinde bir ışık patlaması şeklinde gözlenir.

Işık Neden Oluşur?

Işık olmasının sebebi, ışığın o ortamdaki (su) daha hızlı hareket eden elektronların uyarılmasından kaynaklanır. Normalde, açığa çıkan fotonların bir birini yok etmesi (yıkıcı girişim) gerekir. Lakin elektron, ortamdaki ışık hızından daha hızlı olduğu andaki ortaya çıkan şok dalgası, yapıcı girişim yapmaya sebep olur.

Çerenkov ışımasına verilebilecek en iyi ve tipik örnek sonik patlamadır. Sonik patlama, bir cismin ses hızından (saniyede 340 metre) daha hızlı hareket ettiğinde ortaya çıkan üçgen bir huniyi andıran ses dalgalarıdır.