إشعاع شيرينكوف: الفرق بين النسختين

تم إضافة 28 بايت ، ‏ قبل 6 سنوات
ط
التصانیف المعادلة (٢٥); تغييرات تجميلية
ط (بوت: استبدال قالب: ثبت المراجع)
ط (التصانیف المعادلة (٢٥); تغييرات تجميلية)
المقدة كالكريستال الفوتوني و قد يمتلك إحداها العديد من تأثيرات شيرينكوف كاشعاعات الرجوع حيث اشعاعات شيرنكوف العادية تشكل زاوية حادة مع سرعة الجسيمات.<ref name=Luo03>Chiyan Luo, Mihai Ibanescu, Steven G. Johnson,and J. D. Joannopoulos, "[http://www-math.mit.edu/~stevenj/papers/LuoIb03.pdf Cerenkov Radiation in Photonic Crystals],"''Science'' '''299''', 368–371 (2003).</ref>
 
عندما تسير الجسيمات المشحونة و تثير الحقل الكهرمغناطيسي المحلي في وسطها. و ستفصل الإلكترونات عن ذراتها، و تصبح الذرات مستقطبة بجسيمات الحقل الكهرطيسي المشحونة. تنبعث الفوتونات كعازل للإلكترونات لتستعيد نفسها للتوازن بعد انتهاء الإثارة. تحت الشروط الطبيعية هذه الفوتونات تضارب بشكل تدميري مع
 
بعضها و لم لاحظ وجود أي اشعاعات على أية حال عندما تسير الإثارة الأسرع من سرعة الضوء فهي تنتشر في الوسط ، و تتعارض الفوتونات بشكل تدميري مكثفة الإشعاعات المنبعثة.
[[Fileملف:cherenkov.svg|thumb|250 px|The geometry of the Cherenkov radiation (shown for the ideal case of no dispersion)]]
التناظر الأشهر هي السونيك بوم للطيران السوبرسوني أو الرصاصة، موجات الصوت المنتجة بالجسم السوبرسوني الذي ينتشر بسرعة الصوت نفسها. تماما كالأمواج التي تسير بأقل من سرعة الجسم ولا ينتشر منه، و بدلا من تشكيل صدمة أمامية بنفس الطربقة الجيسم المشح قد ينتج موجة صدمة فوتونية عندما تسير في الوسط
 
العازل.
 
كما في الصورة الموضحة،يسير الجسيم (السهم الأحمر) في وسط بسرعة <math>v_p</math>حيث <math>c/n < v_p < c</math> حيث أنا <math>c</math> سرعة الضوء في الخلاء. و <math>n</math> هو مؤشر كسر الأشعة للوسط، حيث
 
أن مؤشر كسر الأشعة في الماء يساوي 1.33 في درجة الحرارة 20c.
لاحظ أن هذه النسبة هي وقت حر من الوقت، قد يأخذ أحدها أوقات بشكل تعسفي و تنتج مثلثات متشابهة. الزاوية تبقى نفسها أي أن الموجات اللاحقة المنتجة بين وقت البداية و وقت النهاية ستشكل مثلثات متشابهة مع نقاط نهائية مشابهة للصورة المعروضة.
===تأثير عكس شيرينكوف===
تأثير عكس شيرينكوف قد يختبر باستعمال مواد مسماة "مواد المؤشر العكسي" ، المواد ذات طول الموجات المتوسطة و البناء الصغير التي تعطي تلك المواد امتلاكية متوسطة ممتازة مختلفة جدا عن موادها المقومة. أي أنه عندما يمر جسيم مشحون عبر وسط ما بسرعة تفوق سرعة الضوء في نفس الوسط لإغن ذلك الجسيم سيشع
 
من مخروط خلف نفسه بدلا من أمامه، قد يستطيع أحدها أيضا امتلاك اشعاع شيرينكوف في وسائط متكررة لامادية ( حيث أن البناء المتكرر هو بنفس حجم طول الموجة لذا لا يمكن أن يعامل كمادة مماثلة ) <ref name=Luo03/>
تردد طيف إشعاعات شيريرنكوف بجسيم معطى بصيغة فرانك تام، على غرار الفلورانس أو طيف الإشعاع اللذان لهما قمم طيفية مميزة، اشعاعات شيرينكوف مستمرة حول الطيف المرئي، الكثافة النسبية لتردد الوحدة تساوي تقريبا متناسب مع الالتردد. الترددات الأعلى ذات الموجات القصيرة كثيفة بشكل أكبر في اشعاعات
 
شيرينكوف، و هذا سبب أن اشعاعات شيرينكوف المرئية تبدو كأزرق متوهج. في الواقع أغلب اشعاعات شيرينكوف تكون ذات طيف فوق بنفسجي، و تكون بشحنات متسارعة كافية حتى تصبح مرئية لأن حساسية عين الإنسان تبلغ ذروتها في اللون الأخضر و المنخفض جدا في حزء الطيف الفوق بنفسجي.
هناك تردد متقطع في الأعلى بالمعادلة <math>\cos\theta=1/(n\beta)</math> التي لايمكن لها أن تكون مقنعة، عندما يساوي مؤشر انعكاس الضوء التردد و كذلك طول الموجة، لا تكمل المسافة ازديادها عند أي طول موجة أقصر حتى للجسيمات الفوق نسبية ( الجسيمات الفوق نسبية
 
هي الجسيمات التي تقترب سرعتها من سرعة الضوء )، عند ترددات الأشعة السينية (X-Ray) مؤشر إنعكاس الضوء يصبح أقل من التوحيد ( لاحظ أنه في الوسائط السرعة العتبوية قد تتجاوز سرعة الضوء بدون اختراق النسبية ) و لذلك لا ترى الأشعة السينية ( ولا الإشعاعات ذات الموجات الأقصر كأشعة غاما ) على أية
الإنسجام.
===المفاعلات النووية===
تستعمل اشعاعات شيرينكوف لاكتشاف الجسيمات المشحونة بشحنة كهربائية عالية، في المفاعلات النووية من نوع البركة تحرر جسيمات بيتا ( إلكترونات ذات طتقة عالية ) بعد أن ينتج الإنشطار الإنحلال و يكمل الوهج توهجه بعد أن تقف سلسلة التفاعلات معتما حتى تضمحل المنتجات القصيرة الحياة، و بشكل مشابه اشعاعات
 
شيريرنكوف قد تشخص النشاط الإشعاعي المتبقي من قضبان الوقود المستنفذ.
عندما يتفاعل فوتون غاما ذو طاقة عالية أو أشعة كونية مع الغلاف الجوي، و قد تنتج زوج إلكتروني بوزتروني بسرعات هائلة، اشعاعات شيرينكوف من جسيماتها المشحونة تستخدم لتحديد مصدر و كثافة الشعاع الكوني و أو أشعة غاما والتي تستخدم على سبيل المثال في تقنية شيرينكوف للتصوير الجوي عن طريق التجارب العلمية
 
كـ VERITAS , HESS و MAGIC. نفس الطرق تستخدم في مراصد النيترون الضخمة كـ Super-Kamiokande و مرصد النيترون Sudbury و آيس كوب. في مرصد بيير أوغر و المشاريع المماثلة تملأ الدبابات بالماء مراقبة إشعاعات شيرينكوف المسببة من قبل الميونات و
 
الإلكترونات والبوزيترونات الناجمة عن الجزيئات و التي سبها هي الأشعة الكونية.
النوع المتقدم هو RICH و كاشف حلقة تصوير شيرينكوف الذي طور في الثمانينيات، في كاشف ريتش ينتج مخروط ضوء شيرينكوف عندما تسير الجسيمات المشحونة ذات السرعة الهائلة إلى وسط مناسب ، و غالبا ما يدعى المبرد، و كشف عة مخروط الضوء هذا على حساسة للكشف عن مستو الفوتون، و الذي يسمح بإعادة
 
هيكلة قرص أو حلقة نصف القطر القياسي لزاوية انبعاث شيرينكوف، و يستخدم كل من كاشفات التركيز و التريكز المقرب ، في تركيز كاشف ريتش تجمع الفوتونات بمرآة كروية الشكل، و تركز على كاشف الفوتون في مكان المستوى البؤري، و النتيجة دائرة بقطر مستقل عن نقطة الإنبعاث على طول مسار الجسيمات، هذا المخطط
 
مناسب للمبردات ذات مؤشر الإنعاكس المنخفض كالغازات، و نظرا للحاجة لمبرد أكبر لإنشاء فوتونات كافية، في تصميم أكثر إحكاما و تريزا، مبرد رقيق يبعث ضوء شيرينكوف و الذي يسير لمسافات صغيرة. الصورة تكون لحلقة من الضوء وال قطر المعرف بزاوية انبعاث شيرينكوف و فجوة التقريب، و تحدد سماكة الحلقة
 
بسماكة المبرد، مثال عن كاشف ريتش كاشف تعريف الجسيم العالي الطاقة "HMPID" <ref>[http://alice-hmpid.web.cern.ch The High Momentum Particle Identification Detector at CERN]</ref> و الكاشف الذي مازال تحت التأسيس أليس.
==فراغ اشعاعات شيرينكوف==
فراغ شعاعات شيرينكوف هو ظاهرة تشير إلى اشعاعات شيرينكوف المشكلة من جسيمات مشحونة منتشرة في الفراغ المادي.
النظرية النسبية الكلاسيكية غبر الكمية تنكر بوضوح أي ظاهرة فوق ضوئية بما في ذلك هذه الظاهرة لأن الجسيم بالكتلة المتبقية الغير معدومة قد يقترب من سرعة الضوء فقط إذا و فقط اكتسب طاقة لانهائية. وفقا للآراء الحديثة المشتقة من النظرية الكمية ، الفراغ المادي هو وسط غير بدائي يؤثر على الجسيمات المارة فيه، و حجم
 
التأثير يتزايد بازدياد طاقات الجزيئات.<ref name="cg97">S. R. Coleman and S. L. Glashow (1997). "Cosmic ray and neutrino tests of special relativity".Phys. Lett. B '''405''', 249.</ref> نتيجة لذلك تصبح سرعة الفوتونات طاقة حرة و بذلك قد تكون أقل من استمرارية سرعة الضوء حتى تصبح بسرعة كافية و تبلغ سرعة الضوء و تبدأ بإشعاع شيرينكوف.<ref name=cg97/><ref>K. G.Zloshchastiev (2010). "Vacuum Cherenkov effect in logarithmic nonlinear quantum theory". Phys. Lett. A '''375''', 2305-2308.[http://arxiv.org/abs/1003.0657 arXiv:1003.0657]</ref>
==اقرأ أيضا==
* [[عداد شيرينكوف]]
{{Refbegin}}
* {{cite book | first1 = L. D. | last1= Landau | first2 = E. M. | last2 = Liftshitz | first3 = L. P. | last3 = Pitaevskii |title = Electrodynamics of Continuous Media | publisher = [[Pergamon Press]] | location = New York | year = 1984 | isbn = 0-08-030275-0}}* {{cite book | first = J. V. | last = Jelley | title = Cerenkov Radiation and Its Applications | publisher = [[Pergamon Press]]| location = London | year = 1958}}
* {{cite journal | first1 = S. J. | last1 = Smith | first2 = E. M. | last2 = Purcell |journal=[[Physical Review]]| volume = 92 |page = 1069 | year = 1953 | title = Visible Light from Localized Surface Charges Moving across a Grating | issue = 4 | doi =10.1103/PhysRev.92.1069 |bibcode = 1953PhRv...92.1069S }}
{{Refend}}
 
* [http://astroparticle.aspera-eu.org/index.php?option=com_content&task=view&id=110&Itemid=106 Animation about the cherenkov]
 
[[تصنيف:مصادر الضوء]]
[[تصنيف:مفاهيم فيزيائية]]
[[تصنيف:فيزياء الجسيمات]]
2٬065٬110

تعديل