Çerenkov Rasyasyonu Nedir?
Çerenkov Radyasyonu veya Işıması en kısa tabiri ile ışık hızının geçildiği durumdur.
Işık hızı evrensel bir sabittir (‘’c’’). Yani kütlesi olan hiçbir cisim ışık hızını geçemez. Einstein’ın ünlü E=mc^2 formülünün bize söylediği gibi aslında enerji ve kütle birbirlerinin farklı formlarıdır. Eğer kütleli bir cismi ışık hızında seyahat ettirmek istersek ona sonsuz enerji vermemiz gerekir. Tabi ki sonsuz enerji kavramını karşılama imkanı olmadığı için ne kadar uğraşırsak uğraşalım kütleli cisimleri ışık hızına ulaştıramayız. Foton gibi kütlesiz tanecikler ise ışık hızında hareket eder. Onların sonsuz enerjiye ihtiyaçları yoktur nitekim kütlesizdirler kütlesiz bir tanecikten daha hızlı gitmek realiteye terstir. Zaten kütlesiz bir tanecikten daha hafif bir tanecik nasıl olabilirdi ki ciddi bir paradoks ortaya çıkardı.
Evrenimiz Işık Hızıyla Sınırlandıysa Nasıl Oluyorda Işık Hızı Geçilip Çerenkov Radyasyonu Meydana getiriliyor?
Konuyu daha kolay kavrayabilmek için bir benzetme yapalım. Ses hızıda yine ortamdan ortama değişen ve ortama özgü olan limitlere sahiptir. Ses hızı 21 °C sıcaklıkta, havada 343.2 m/s hızla yayılır fakat bu hava için geçerli bir limittir ortam değiştirirsek suda ses havadakine nazaran çok daha hızlı yayılır. Esas konumuz üstünde duracak olursak, ses hızını aştığımızda ne gibi olaylar meydana gelir ? En tipik örnek olarak savaş uçaklarını referans alalım uçağımız ses hızını aştığında uçağımızdan kaynaklı ses dalgaları uçaktan uzaklaşamayarak arkaya doğru ve koni oluşturacak şekilde birikim oluşturup şok dalgasına sebebiyet vereceklerdir biz buna sonik patlama diyoruz.
Ses dalgaları için verdiğimiz bu örneği ışığa uyarlayalım yani ışık duvarı geçilirse ne olur?
Işık hızının evrensel bir sabit olduğunu söyleyip geçilemeyeceğinden bahsetmiştik. O zaman bizde ışığı yavaşlatırız. Ses dalgalarının farklı ortamlarda farklı hızlarda yayılması gibi ışıkta farklı ortamlarda farklı hızlarla ilerler. Evrensel sabit olarak bahsettiğimiz hız ışığın vakum ortamındaki hızınına eşdeğerdir. Ortam eğer su olursa ışığımız boşluktaki hızından %25 daha yavaş ilerler. (Bahsi geçen yavaşlama grup hızındaki yavaşlamadır faz hızında bir değişim gözlenmez)
Su içerisinde ışık daha fazla engel ile karşılaşıp yavaşladığı için artık ışık duvarını geçmeye hazırız.
Nükleer reaktörlerde veyahut parçacık hızlandırıcılarında ışığın suda ki bağıl hızını aşacak hızda tanecikler elde edilebilir. Nükleer reaktörlerde ki suda, reaktör kaynaklı saçılan elektronlar ışığın suda ki hızını geçerler. Bu aşamada ışık duvarı aşılmış olur ve elektronlar mavi renkte ışıma yaparlar. Işımanın mavi renkte olmasının sebebi ise Doppler Etkisidir.
Çerenkov Radyasyonu’nun Bilim Adına Bir Katkısı Varmı?
Cevap tabiki evet. Sadece bu büyüleyici mavi manzarayı bize sunmakla kalmıyor ve bilim sahnesine yeni çözümler getiriyor.
Cherenkov Radyasyonu birçok bilimsel sahnede kullanılıyor. Bunlar arasında güneş kaynaklı nötrinoları tespit etmek, parçacıkların yapısını açıklamak (PID), CERN de yapılan yüksek enerjili deneyler ve kozmik duşları açıklamak sıralanabilir.
Nereden Geliyor Bu Çerenkov İsmi?
Pavel Alekseyevich Cherenkov isimli Rus bilim insanı 1934 yılında Çerenkov Radyasyonu olgusunu kanıtlamış ve bu sayede 1958 yılında nobel ödülüne layık görülmüştür. Nihayetinde en olağan durum gerçekleşip ismi bu olguya verilmiştir.