Վավիլով-Չերենկովի էֆեկտ

Չերենկովի ճառագայթման լուսարձակումը։ Լուսանկարն արված է Այդահոյի հետազոտական լաբորատորիաներից մեկի ռեակտորում։

Վավիլով-Չերենկովի էֆեկտ, Վավիլով-Չերենկովի ճառագայթում, որևէ միջավայրով շարժվող էլեկտրականապես լիցքավորված մասնիկի՝ լույս ճառագայթելու երևույթը, երբ նրա արագությունը գերազանցում է լույսի փուլային արագությանը այդ միջավայրում։

Հայտնագործումը

Հայտնագործել է Պավել Չերենկովը 1934 թվականին, երբ ուսումնասիրում էր լուծույթների լյումինեսցենցումը՝ 7-ճառագայթների ազդեցությամբ հեղուկների թույլ երկնագույն լուսարձակում։ Վավիլովի նախաձեռնությամբ Չերենկովի ձեռնարկած առաջին իսկ փորձերը բացահայտեցին այդ ճառագայթմանը բնորոշ մի շարք առանձնահատկություններ։ Լուսարձակումը դիտվում է բոլոր թափանցիկ մաքուր հեղուկներում, ընդ որում լույսի պայծառությունը քիչ է կախված նրանց քիմիական բաղադրությունից։ ճառագայթումը բևեռացած էլեկտրական վեկտորն ուղղված է առավելապես առաջնային փնջի ուղղությամբ, և, ի տարբերություն լյումինեսցենցման, չի դիտվում ոչ ջերմաստիճանային, ոչ էլ խառնուրդային մարում։ Այս տվյալների հիման վրա Վավիլովը հանգել է այն հիմնարար եզրակացությանը, որ հայտնաբերված երևույթը հեղուկի լյումինեսցենցում չէ․ լույսը ճառագայթում են հեղուկում շարժվող արագ էլեկտրոնները (այդպիսի էլեկտրոններ առաջանում են 7-ճառագայթների ներգործությամբ՝ Քոմփթոնի էֆեկտի հետևանքով)։

Երևույթի մեխանիզմ

Վավիլով-Չերենկովի էֆեկտի անիմացիան

Երևույթի մեխանիզմը պարզաբանել են Իգոր Տամմը և Իլյա Ֆրանկը 1937՝ տալով այդ երևույթի քանակական տեսությունը՝ հիմնված դասական էլեկտրադինամիկայի հավասարումների վրա։ Միևնույն արդյունքին է հանգեցրել նաև երևույթի քվանտային դիտարկումը։ Ելնելով Հյույգենս-Ֆրենելի սկզբունքից՝ կարելի է գտնել, որ Վավիլով-Չերենկովի ճառագայթումն առաքվում է լիցքավորված մասնիկի շարժման նկատմամբ այնպիսի θ անկյունով, որը բավարարում է

$cos\theta ={\frac {c}{nv}}$

առնչությանը (c-ն լույսի արագությունն է վակուումում, ո-ը՝ միջավայրի բեկման ցուցիչը ճառագայթման տվյալ հաճախության համար, իսկ v-ն՝ մասնիկի արագությունը)։ ճառագայթում առաջանում է, երբ

$v>{\frac {c}{n}}$։

Վավիլով Չերնեկովի էֆեկտի հիման վրա ստեղծվել են փորձնական մեթոդներ, որոնք լայնորեն կիրառվում են միջուկային ֆիզիկայում ինչպես մասնիկների գրանցման, այնպես էլ նրանց բնույթի ուսումնասիրման համար։ Վավիլով-Չերենկովի ճառագայթումը մաքուր վիճակում կարելի է դիտել միայն իդեալական դեպքերում, երբ մասնիկը շարժվում է հաստատուն արագությամբ անվերջ երկար միջավայրում։ Իսկ երբ մասնիկը հատում է միջավայրի մակերեվույթը, առաջանում է անցումային ճառագայթում։ Որոշ դեպքերում (օրինակ, միջավայրի բարակ շերտում) անցումային ճառագայթումն անբաժանելի է Վավիլով-Չերենկովի ճառագայթումից։ Վավիլով-Չերնեկովի էֆեկտ առաջացնող ֆիզիկական պատճառը հանգեցնում է նաև միջավայրի բևեռացման էֆեկտի՝ լիցքավորված մասնիկների էներգիայի, այսպես կոչված, իոնացման կորուստների դեպքում (է․ Ֆերմի, 1940)։

Վավիլով-Չերենկովի էֆեկտը փորձնականորեն և տեսականորեն ուսումնասիրվել է ինչպես օպտիկական համասեռ միջավայրերի, այնպես էլ բյուրեղների համար։

Վավիլով-Չերնեկովի էֆեկտի հիմքում ընկած տեսական պատկերացումները սերտորեն առնչվում են այլ երևույթների հետ (Մախի ալիքները ձայնագիտության մեջ, պլազմայում մասնիկների շարժման կայունության հարցերը, մասնիկների արագացուցիչների տեսության որոշ խնդիրներ, էլեկտրամագնիսական ալիքների գեներացումը և ուժեղացումը), որոնց նշանակությունը մեծ է արդի ֆիզիկայում։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 11, էջ 300)։