في هذا الكون، ما هو الأسرع؟

نحن نعرف كل ما هو سرعة الضوء ، أو، بتعبير أدق، الضوء في الفراغ (الفضاء والوقت ليس المناطق عازمة أو تغييرها) سرعة.

سرعة الضوء، وعادة مع الحروف ج وقال ان لا شيء يمكن أن يتجاوز سرعة منه. لكننا لا نستطيع إلا أن نتساءل، هل من الممكن هل هناك طريقة لجعل المواد الأخرى التي يمكن السفر أسرع من الضوء؟ ربما ليس في فراغ، ولكن في وسائل الإعلام الأخرى؟

نحن جميعا على دراية ظاهرة الانكسار من المياه، ومبعثر ضوء الشمس من خلال منظور في ألوان قوس قزح، لماذا يحدث الانكسار أو نثر الظاهرة لأن الضوء يدخل سيلة أخرى (الماء، موشور) من وسط (الهواء). في الهواء، والماء، والمنشور، وستتأثر سرعة السفر الخفيفة. ولنا أن نتخيل، لا شيء فيما يتعلق فراغ، وأكثر "الاتفاق" تعيق المتوسط والخفيف وزيادة سرعة التكاثر الضوء داخل الوسط الذي أبطأ.

وصف نحن معامل الانكسار (ن) من ضوء والمتوسطة عائق، مثل معامل انكسار الماء الخفيف 4/3، ثم سرعة الضوء في الماء فقط 3/4 من سرعة الضوء في الفراغ، أي 0.75c.

0.75c! هل هذا يعني أننا يمكن أن يسرع بعض الجزيئات أن تتجاوز هذه السرعة؟

الآن، دعونا إعداد جسيمين: الفوتونات والإلكترونات. نحن الإلكترونات تسارع إلى تقارب سرعة الضوء، على سبيل المثال، 99.99 من سرعة الضوء.

في فراغ، سنجد أن سرعة انتشار الإلكترون الفوتون سيتباطأ دائما تعديها:

ولكن بمجرد دخولهم في الماء، وتبدأ الإلكترونات هجوم مضاد! لأنه سيتم خفض سرعة الفوتونات إلى الأصلي 75، في حين أن سرعة الإلكترون هو دون تغيير تقريبا. حتى في الماء، وسرعة الإلكترونية يمكن أن يتجاوز سرعة الضوء:

انها مثل السلحفاة والأرنب والسلحفاة لا تسمح بعرض مثل الأرانب، الأرنب لكنه تمكن من الحصول على أبطأ قليلا، على سبيل المثال، بعض الخضر واللفت في كمين على المدرج لمنع الأرانب.

الجسيمات جعل "تشغيل" أسرع من الفوتونات، وهو في حد ذاته هو بارد جدا الشيء، ولكن هناك أكثر متعة.

عام 1934، Cherenkov (بافل كيرينكوف) وجدت أنه إذا الجسيمات المشحونة (مثل الإلكترونات) تتحرك في المدى عازلة أسرع من سرعة الضوء في المتوسط من هذا القبيل، فإن الجسيمات المشحونة إرسال الضوء الأزرق . وتسمى هذه الظاهرة الآن الإشعاع كيرينكوف . (كما فاز Cherenkov على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1958.)

كيرينكوف الإشعاع. | المصدر: مختبر أرغون الوطني

Cherenkov فورا استنتاجاته إلى معلمه سيرغي فافيلوف. معلمه أبلغت هذه الملاحظة زميليه: إيجور تام وIIya فرانك. تام والنظرية الخاصة فرانك اينشتاين في إطار القائم على النسبية لشرح هذه الظاهرة - كما حصل على جائزة نوبل في الفيزياء.

لماذا سوف تصدر هذه التطبيقات تقنية بلو راي؟ والسبب وراء ذلك هو في الواقع معقدة جدا. ولكن باختصار، فإنه ينشأ لأن الحقل الكهربائي من الجسيمات المشحونة تتداخل مع الإلكترونات الذرية في المسافة، وهذا سوف يسبب تشويشا مع ذرات أخرى أكبر تدخل (كما هو موضح أدناه). عندما كل هذه معا، وسوف تنتج إشعاع كيرينكوف. لكن لاحظ أن فقط سرعة الجسيمات المشحونة بشكل أسرع من الضوء، وهذا لن يحدث.

 تتداخل مع المجال الكهربائي من ذرات الجسيمات المشحونة.

عندما تكون في الماء، والجسيمات المشحونة تتجاوز سرعة الضوء، ما صورة ذلك؟ الجسيمات في نقطة (إذا كان X حمراء) فوتونات الإشعاع، حيث أن انتشار الضوء في الفضاء المحيط، وهو شكل كروي، الجسيمات ثم انتقل إلى النقطة التالية، واستمرار فوتونات الإشعاع، لتشكيل المجال الجديد. منذ سرعة حركة الإلكترون في الماء بسرعة أكبر من سرعة الضوء، وذلك مع استمرار الإلكترونات للمضي قدما، وسوف تكون سلسلة من الإشعاع الخلفي القيت الخفيفة. لاحظ أن هذه الحواف شكل مخروط كروية الضوء.

بالطبع، ليس فقط في انبعاث الضوء حيث X هذه العلامات، ولكن في كل مكان على طول مسار الانبعاثات من الجسيمات المشحونة. كروية الشكل حافة شكلت مخروط الضوء.

انها مثل قارب الإبحار في الماء بسرعة أكبر من سرعة تدفق المياه، أو الأسرع من الصوت تحلق الطائرات في الجو أسرع من سرعة الصوت في البيئة، فإنه سيتم تشكيل صدمة موجة نفسه.

المصدر: وكالة ناسا

مخروط الضوء تحدده شكل من سرعة الجسيمات وسرعة الضوء في الوسط، وإذا كان مخروط الضوء زاوية قمة [ثيتا]، ثم، sin = ج / نيفادا.

إذا كانت سرعة الجسيم ضد أكبر بكثير من سرعة الضوء في الوسط، يتم تشكيل مخروط الضوء حاد نسبيا، وإذا سرعة الجسيم هي صغيرة نسبيا، إلا أعلى قليلا من سرعة الضوء في الوسط، ثم المقارنة شقة مخروط الضوء.

والجسيمات تتحرك في وثيقة السرعة إلى سرعة الضوء في الوسط، ونظرا للتفاعل وسائل الإعلام، وتباطأ تدريجيا إلى أقل من سرعة الضوء. وبالتالي، يحدث الجسيمات Cherenkov الإشعاع فقط لفترة من الوقت ثم يتوقف. في النهاية، يمكننا أن نرى فإن مخروط الضوء لم يعد من الممكن، ولكن واجهة الموجة باستمرار بعيدا، وانتشرت لتشكيل هالة.

ويستخدم الإشعاع كيرينكوف أكبر تطبيق لكشف أي دور تقريبا في هذا الشأن النيوترونات . كاشف النيوترينو كبير يحتوي عادة آلاف الأطنان من الماء إلى الماء عندما النيوترونات، والتي يمكن تحويلها إلى الإلكترونات والجسيمات المشحونة المروج، يحدث جزيئات ثم، اتهم كيرينكوف الإشعاع في كاشف يتم تشكيل هالة (أعلاه). حجم هالة، وهي المرة ضوء تصل إلى كشف، ويمكن حساب الطاقة النيوترينو مساره. هذا هو تطبيق آه رائع.