Излучение Вавилова — Черенкова: свет от быстрых частиц
В 1934 году Павел Черенков, работая под руководством Сергея Вавилова, описал слабое голубоватое свечение жидкостей под действием гамма-излучения. Исследования показали, что это не обычная люминесценция, а особый вид излучения.
Как это было
Исследователи изучали, как вещества светятся под действием гамма-лучей. В ходе опытов Черенков заметил голубоватое свечение не только у растворов, способных к люминесценции, но и у чистых жидкостей. Для измерения столь слабого света применяли методы визуальной фотометрии, разработанные в научной школе Вавилова.
У свечения обнаружились особенности, не совпадавшие с обычной люминесценцией. Оно наблюдалось в разных прозрачных жидкостях, а его свойства заставили исследователей искать другой механизм возникновения света. Вавилов связал эффект с быстрыми электронами, возникающими в веществе при действии гамма-лучей.
В 1934 году Черенков и Вавилов опубликовали сообщения о наблюдениях и возможной природе явления. Позднее Черенков продолжил эксперименты, исследуя направление и другие свойства излучения. Теоретическое объяснение дали Игорь Тамм и Илья Франк в 1937 году.
Как это работало
Когда заряженная частица движется через прозрачную среду, она воздействует на электрические заряды в её атомах и молекулах. Если скорость частицы больше фазовой скорости света именно в этой среде, возникает направленное электромагнитное излучение. В вакууме скорость света остаётся предельной: частица не обязана и не может превышать её, чтобы возник эффект.
Видимый свет от такого процесса может выглядеть голубым. Излучение распространяется под определённым углом к траектории частицы. По этому углу и другим характеристикам можно получать сведения о скорости и движении заряженных частиц.
Что было дальше
Излучение Вавилова — Черенкова стало инструментом экспериментальной физики. Детекторы регистрируют свет, возникающий при прохождении быстрых частиц через подходящую среду, и помогают устанавливать их свойства. Такие приборы применяют в исследованиях элементарных частиц и космического излучения.
В 1958 году Нобелевскую премию по физике получили Черенков, Тамм и Франк — за обнаружение и объяснение эффекта. Вавилов умер раньше; его участие отражено в принятом в России названии явления.
В те же годы
Закон Вавилова: сходные признаки у родственных растений
В 1920 году Николай Вавилов сформулировал закон гомологических рядов наследственной изменчивости. Он показал, что у близкородственных видов растений часто встречаются сходные наборы наследственных различий.
1922ракеты и космосМодель Фридмана: Вселенная, которая меняется со временем
В 1922 году математик и физик Александр Фридман получил нестационарные решения уравнений общей теории относительности. Они показали, что математическое описание Вселенной допускает изменение её масштабов со временем.
1922связь и радиоГенератор Лосева: радиоколебания в контакте с кристаллом
В 1922 году Олег Лосев представил результаты исследований кристаллического детектора, способного усиливать и создавать высокочастотные электрические колебания. Эти свойства он использовал в схемах радиоприёмников.
1922металлургия и горное делоТурбобур Капелюшникова: двигатель у бурового долота
В 1922 году Матвей Капелюшников совместно с инженерами С. М. Волохом и Н. А. Корневым разработал турбобур для бурения скважин. В новой конструкции вращение передавалось долоту непосредственно у забоя, а не всей колонне бурильных труб.
1922строительство и архитектураШуховская башня: радиомачта из стальной сетки
В 1922 году в Москве завершили строительство радиобашни на Шаболовке по проекту Владимира Шухова. Вместо привычной массивной башни инженер предложил высокую опору из пересекающихся стальных стержней.
1923электротехникаСвечение Лосева: как кристалл загорался от тока
В 1923 году Олег Лосев, работавший в Нижегородской радиолаборатории, исследовал свечение карборундового детектора при прохождении электрического тока. Опыты показали, что полупроводниковый контакт может излучать свет без нити накаливания.