Işık Hızını Aşan Çerenkov Işıması

Işık Hızını Aşan Çerenkov Işıması

Fizikte aslında hiçbir şey ışıktan daha hızlı değildir diye yanlış bir söylem vardır. Aslında ışıktan daha hızlı gitmek mümkün ve bu olaya Çerenkov radyasyonu sebep oluyor. Bu söylemden yola çıkarsak Einstein’in görelilik teorisinde ışık hızına sınır koyması onun yanıldığını işaret ediyor olabilir. Her ne kadar ışığın boşluktaki hızını geçmek hiçbir şekilde mümkün olmasa da, eğer ışığın yol aldığı ortam vakum değilse ışığın hızını geçebiliyoruz. Bu sesin farklı ortamlarda farklı hızlarda yayılmasına çok benzeyen bir durum.

Aslında bu olayın temelinde ışık hızını yavaşlatmak yatıyor. Böylece yavaşlattığımız ışık hızını geçebiliyoruz. Olayın bilimsel boyutuna değinecek olursak; Dünyada farklı elektron reaktörlerinde bu hızı yavaşlatmak veya hızlandırmak test edilebiliyor. Işık hızı vakum ortamlarda bilindiği üzere “c”dir. Fakat bu reaktörlerde su içinde ışık hızı “0.75c”ye kadar düşürülebilmiş. Normal şartlar altında elektronlar, ışık hızıyla aynı hıza sahip değildir fakat bu olayla elektronlar su içindeki fotonların (Işığın temel “birimi” ve tüm elektromanyetik ışınların kalıbı olan ve kuantum alan teorisine göre hareket eden parçacıktır) hızını aşabiliyorlar. Elektronlar sudan geçerken ışık saçıyor; ama bu ışık elektronların gerisinde kalıyor. Ortaya Doppler etkisi ile mavi renkli bir ışıma meydana geliyor.

Çerenkov radyasyonunu genelde nükleer reaktörlerin çekirdeklerinde görebiliriz. Bu olay ile ortaya çok sayıda enerji parçacığı yayılıyor. Bu parçacıklardan bazıları yukarıda bahsettiğimiz ışık hızını aşan elektronlardır. Amerika ve Avrupa’da bu kullanım ağır su içeren dev havuzların diplerinde kullanılarak ölümcül bir radyasyonun çevreye saçılması önleniyor. Çerenkov ışımasının bilimsel gözlemlere de büyük katkısı bulunuyor. Gama ışını Dünyamızın atmosferi ile etkileşime girdiğinde yüksek hızlı elektron- pozitron çiftlerini meydana gelir. Çerenkov ışıması sayesinde bu yüksek hızlı ışımaları tespit etmemiz kolaylaşıyor.

Biraz da Çerenkov ışımasını keşfeden Sovyet Bilim İnsanı Pavel Çerenkov’dan söz edelim. 1934 yılında suya konan radyoaktif maddelerin mavi ışıması Pavel’ın ilgisini çekti ve araştırmalara başladı. Sovyet bilim inşaları İgor Tamm ve İlya Frank ile birlikte bu ışımayı 1937 yılında açıklamayı başardı. Dolayısıyla nükleer reaktörler ve kullanılmış radyoaktif maddelerin havuza konulduğunda çıkan mavi ışık resmen tanımlanmış oldu. Son olarak bu keşif ile Sovyet bilim insanı Pavel Çerenkov 1958 yılında Nobel Ödülü’ne layık görülmüştür.