No universo, o que é o mais rápido?
Nós todos sabemos que é Velocidade da luz , Ou, mais precisamente, luz no vácuo (e espaço-tempo não é áreas dobradas ou alterados) velocidade.
A velocidade da luz, geralmente com as letras c Ele disse que nada pode exceder a velocidade dele. Mas não podemos ajudar, mas pergunto, é possível que exista alguma maneira de fazer outras substâncias que podem viajar mais rápido que a luz? Talvez não em um vácuo, mas em outros meios de comunicação?
Estamos familiarizados com o fenómeno de refracção de água, e dispersão de luz solar para trás através do prisma para as cores do arco-íris, por refracção ou dispersão fenómeno ocorre porque a luz entra um outro meio (água, prisma) de um meio (ar). No ar, água, prisma, a velocidade de deslocação da luz irá ser prejudicada. Podemos imaginar, nada no que diz respeito ao vácuo, o mais "compacto" dificultar a forma de luz maior será a velocidade de propagação da luz dentro do meio no qual o mais lento.
Nós índice de refracção (n) de luz ao meio descrito impedimento, tais como o índice de refracção da luz água 4/3, em seguida, a velocidade da luz em água é apenas 3/4 da velocidade da luz no vácuo, isto é, 0.75c.
0.75c! Será que isso significa que pode acelerar algumas partículas de ultrapassar essa velocidade?
Agora, vamos preparar duas partículas: fótons e elétrons. Nós elétrons são acelerados até perto da velocidade da luz, por exemplo, 99,99% da velocidade da luz.
No vácuo, vamos descobrir que a velocidade de propagação do elétron-fóton sempre abrandar o ritmo:
Mas uma vez que eles entram na água, os elétrons começam um contra-ataque! Porque a velocidade fotões será reduzida para o original de 75%, enquanto que a velocidade do electrão é quase inalterada. Assim, na água, velocidade eletrônico pode exceder a velocidade da luz:
É como a tartaruga e da lebre, a tartaruga não deixe correr como um coelho, o coelho, mas conseguiu obter um pouco mais lento, por exemplo, alguns dos verdes e nabo em uma emboscada na pista para bloquear o coelho.
Particle fazer uma "correr" mais rápido do que os fótons, que em si é uma coisa muito legal, mas há ainda mais divertido.
1934, Cherenkov (Pavel Cerenkov) descobriu que, se as partículas carregadas, tais como (electrões) que se deslocam no prazo dieléctrica mais rápido do que a velocidade da luz em forma de tal, as partículas carregadas enviará A luz azul . Este fenômeno é chamado agora radiação de Cerenkov . (Cherenkov também ganhou o Prêmio Nobel de Física em 1958.)
radiação de Cerenkov. | Fonte: Argonne National Laboratory
Cherenkov imediatamente colocar suas descobertas ao seu mentor Sergey Vavilov. Seu mentor esta observação informou a seus dois colegas: Igor Tamm e IIya Frank. Tamm e teoria especial de Frank Einstein de estrutura baseada em relatividade para explicar esse fenômeno - como eles ganharam o Prêmio Nobel de Física.
Por que ele irá emitir um Blu-ray? A razão por trás disso é realmente muito complicado. Mas, em poucas palavras, ela surge porque o campo eléctrico de partículas carregadas interferir com os electrões atómicos na distância, e isto irá causar interferência com outros átomos de maior interferência (como mostrado abaixo). Quando todos estes juntos, vai produzir radiação de Cerenkov. Mas nota que só a velocidade das partículas carregadas mais rápido do que a luz, isso vai acontecer.
Interferir com o campo eléctrico de átomos de partículas carregadas.
Quando na água, uma partícula carregada exceder a velocidade da luz, o que é uma imagem dele? As partículas em um ponto (X, se os fotões vermelhos) de radiação, pelo que a propagação da luz para o espaço circundante, uma forma esférica; partículas, em seguida, movidos para o ponto seguinte, continuando os fotões de radiação, para formar uma nova esfera. Como a velocidade do movimento do elétron na água mais rápido do que a velocidade da luz, assim como os elétrons continuar a avançar, será uma série de radiação de volta jogado luz. Note-se que estas bordas formar um cone de luz esférico.
Claro, não só na emissão de luz, onde X estes marcadores, mas em todos os lugares ao longo do caminho emissão de partículas carregadas. Esférica borda forma formado cone de luz.
É como barco à vela na água mais rápido do que a velocidade do fluxo de água, ou voar aviões supersônicos no ar mais rápido do que a velocidade do som no ambiente, ele vai formar uma onda de choque da mesma.
Fonte: NASA
O cone de luz determinada pela forma da velocidade das partículas e a velocidade da luz no meio, se o ângulo do vértice do cone de luz [teta], em seguida, sin = c / nv.
Se a partícula velocidade v é muito maior do que a velocidade da luz no meio, o cone de luz é formada relativamente afiado, se a velocidade das partículas é relativamente pequena, apenas ligeiramente maior do que a velocidade da luz no meio, então o comparador de cone de luz plana.
Uma partícula movendo-se a uma velocidade próxima da velocidade da luz no meio, e por causa da interacção de meios de comunicação, que é gradualmente desacelerado para abaixo da velocidade da luz. Assim, a radiação de partículas de Cherenkov ocorre apenas durante um período de tempo e depois pára. No final, podemos ver o cone de luz não será mais, mas Wavefront constantemente longe, espalhar-se para formar um halo.
radiação de Cerenkov é a maior aplicação é usado para detectar quase nenhum papel na matéria neutrinos . Grande detector de neutrinos tipicamente contém milhares de toneladas de água para a água quando as neutrinos, que pode ser convertido em electrões e carregadas promotor partículas u, partículas então, carregadas radiação de Cerenkov ocorre no detector halo é formado (de cima). O tamanho do halo, o tempo que a luz atinge o detector, e pode calcular a energia neutrino trajetória. Esta é uma aplicação ah maravilhoso.
