チェレンコフ効果とは?
ちぇれんこふこうか
「効果」の用語まとめを見るチェレンコフ効果とは、荷電粒子が媒質中の光速を超えて移動するときに青白い光(チェレンコフ放射)を放出する物理現象です。
チェレンコフ効果(チェレンコフ放射、Cherenkov radiation)とは、荷電粒子(電子や陽子など)が物質(媒質)中を通過する際に、その媒質中での光の速さより速く進むときに特徴的な光を放射する現象です。
「光より速く動くことはできない」というのは有名な物理の原則ですが、これは真空中での光速(約30万km/秒)に対して言えることです。水やガラスなど透明な物質中では、光は真空中よりも遅く進みます。たとえば水中での光速は真空の約75%です。一方、高エネルギーの荷電粒子はこの「媒質中の光速」を超えることが可能で、そのときにチェレンコフ放射が生じます。
音速を超えた物体が衝撃波(ソニックブーム)を生じる仕組みと類似しており、チェレンコフ放射は電磁波版の衝撃波と見なすことができます。放射光は特有の青白い色(青色光に強い)をしており、原子力発電所の核燃料貯蔵プールが青く光るのはこの現象によるものです。
チェレンコフ効果は素粒子物理学の研究に広く利用されています。
- チェレンコフ検出器:粒子の速度・種類の同定に使用
- ニュートリノ天文台(スーパーカミオカンデ等):ニュートリノの検出に応用
この現象はソビエトの物理学者パヴェル・チェレンコフが1934年に発見し、その後の理論的解明とともに1958年のノーベル物理学賞につながりました。
使い方・例文
原子力発電所の使用済み燃料プールの底で青白く光る現象がチェレンコフ放射です。また、素粒子実験装置でニュートリノを検出する際にも応用されています。
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