إشعاع تشيرنكوف: الفرق بين النسختين

{{ترجمة آلية|تاريخ=يونيو 2020}}

'''إشعاع شيرينكوف''' {{إنج|1=Cherenkov radiation}} هو إشعاع كهرمغناطيسي ينبعث عندما يمر جسيم مشحون (كالإلكترون) في وسط عازل بسرعة تفوق [[سرعة الطور|سرعة]] الضوء في ذات الوسط. وتقوم بتأيين جزيئات ذلك الوسط بعدها تفقد سرعتها بسرعة وترجع إلى طبيعتها باعثة إشعاعات شيرينكوف. أما عن الوهج الأزرق في المفاعلات النووية هو نتيجة هذه الإشعاعات، وسميت بهذا الاسم نسبة إلى العالم الروسي [[بافل شيرنكوف]] الحائز على [[جائزة نوبل]] كأول مكتشف لهذه الإشعاعات بالتجربة العلمية.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة| الأخير=Cherenkov | الأول=Pavel A. | وصلة مؤلف=PavelAlekseyevich Cherenkov | سنة=1934 | عنوان مترجم=Visible emission of clean liquids by action of γ radiation | صحيفة=[[Doklady

Akademii Nauk SSSR]] | المجلد=2 | صفحة=451}} Reprinted in Selected Papers of Soviet Physicists, ''Usp. Fiz. Nauk'' 93 (1967)

 

== الأصل الفيزيائي ==

عندما تصبح سرعة الكهرحركيات (إليكتروديناميكيات) بسرعة الضوء في الفراغ (ثابت عالمي)، السرعة التي ينتشر الضوء عندها في المادة قد تكون أقل بكثير من سرعة الضوء، على سبيل المثال سرعة انتشار الضوء في الماء (224,844,343) متر بالثانية فقط ثلاثة أرباعه في الهواء (299,792,458) متر بالثانية، فالمادة قد تتسارع خلف هذه السرعة على الرغم أنها ما زالت أقل من سرعة الضوء خلال التفاعلات النووية وفي مسرع الجزيئات، تأثيرات إشعاعات شيرنكوف عندما يمر جسيم مشحون كالإلكترون عبر وسط عازل ذو جزيئات قابلة للتأيين بسرعة أكبر من سرعة انتشار الضوء في نفس الوسط.

 

 

لاحظ أن هذه النسبة هي وقت حر من الوقت، قد يأخذ أحدها أوقات بشكل تعسفي وتنتج مثلثات متشابهة. الزاوية تبقى نفسها أي أن الموجات اللاحقة المنتجة بين وقت البداية ووقت 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 والبناء 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

 

 

== المميزات ==

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 إشعاعات شيرينكوف، وهذا سبب أن إشعاعات شيرينكوف المرئية تبدو كأزرق متوهج. في الواقع أغلب إشعاعات شيرينكوف تكون ذات طيف فوق بنفسجي، وتكون بشحنات متسارعة كافية حتى تصبح مرئية لأن حساسية عين الإنسان تبلغ ذروتها في اللون الأخضر والمنخفض جدا في حزء الطيف الفوق بنفسجي.

هناك تردد متقطع في الأعلى بالمعادلة <math>\cos\theta=1/(n\beta)</math> التي لا يمكن لها أن تكون مقنعة، عندما يساوي مؤشر انعكاس الضوء التردد وكذلك 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 انعكاس الضوء يصبح أقل من التوحيد (لاحظ أنه في الوسائط السرعة العتبوية قد تتجاوز سرعة الضوء بدون اختراق النسبية) ولذلك لا ترى الأشعة السينية (ولا الإشعاعات ذات الموجات الأقصر كأشعة غاما) على أية حال الأشعة السينية قد تنتج عند ترددات خاصة أقل من تلك المتناسبة مع انتقالات الجوهر الإلكتروني. غالبا يكون مؤشر انعكاس الضوء أكبر من الواحد وأقل من تردد الصدى.

== الاستعمالات ==

=== اكتشاف أصناف جزيئات الأحياء ===

تستخدم إشعاعات شيرنكوف بشكل واسع لتسهيل اكتشافات الكميات الضئيلة وتركزات جزيئات الأحياء المنخفضة. الذرات المشعة كالفوسفور 32 تعرف كجزيئات حية كوسائل أنزيمية وتركيبية وقد تكتشف بكميات قليلة لاحقا بهدف توضيح السبل البيولوجية في تشخيص تفاعلات الجزيئات الحية كالتغيرات المتآلفة والنسب عدم الانسجام.

=== المفاعلات النووية ===

تستعمل إشعاعات شيرينكوف لاكتشاف الجسيمات المشحونة بشحنة كهربائية عالية، في المفاعلات النووية من نوع البركة تحرر جسيمات بيتا (إلكترونات ذات طاقة عالية) بعد أن ينتج الانشطار الانحلال ويكمل الوهج توهجه بعد أن تقف سلسلة التفاعلات معا حتى تضمحل المنتجات القصيرة الحياة، وبشكل مشابه لإشعاعات شيريرنكوف قد تشخص النشاط الإشعاعي المتبقي من قضبان الوقود المستنفذ.

 

=== تجارب الفيزياء الفلكية ===

عندما يتفاعل فوتون غاما ذو طاقة عالية أو أشعة كونية مع الغلاف الجوي، وقد تنتج زوج إلكتروني بوزتروني بسرعات هائلة، إشعاعات شيرينكوف من جسيماتها المشحونة تستخدم لتحديد مصدر وكثافة الشعاع الكوني وأو 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 ومرصد النيترون Sudbury وآيس كوب. في مرصد بيير أوغر والمشاريع المماثلة تملأ الدبابات بالماء مراقبة إشعاعات شيرينكوف المسببة من قبل الميونات والإلكترونات والبوزيترونات الناجمة عن الجزيئات والتي سبها هي الأشعة الكونية.

قد تستخدم إشعاعات شيرينكوف أيضا لتحديد خصائص الكائنات الكونية ذات الطاقة العالية والتتي تنتج أشعة غاما كبقايا السوبرنوفا والمتوهجات، ويتم هذا بمشاريع كمشروع "إس تي آي سي إي إي" مرصد أشعة غاما في نيومكسيكو.

=== تجارب فيزياء الجسيمات ===

تستخدم إشعاعات شيرينكوف بشكل واسع في تجارب فيزياء الجسيمات للتعرف عن الجسيم. قد يقيس أحدها سرعة جسيم أولي مشحون كهربائيا بخصائص ضوء شيرينكوف المضاء في وسط معين. إذا قيست قوة جسيم بشكل حر، فإنه يستطيع حساب كتلة الجسيم بقوتها وسرعتها، وكذلك تعريف الجسيم.

 

 

== فراغ إشعاعات شيرينكوف ==

فراغ إشعاعات شيرينكوف هو ظاهرة تشير إلى إشعاعات شيرينكوف المشكلة من جسيمات مشحونة منتشرة في الفراغ المادي.

 

 

== اقرأ أيضا ==

* [[مكشاف شيرينكوف|عداد شيرينكوف]]

* [[فلورية]]

 

== المراجع ==

{{مراجع}}

{{شريط بوابات|فيزياء}}

{{تصنيف كومنز}}

{{ضبط استنادي}}

[[تصنيف:النسبية الخاصة]]

[[تصنيف:إشعاع]]