La radiazione di Cherenkov prende il nome dal fisico russo che per primo la elaborò in dettaglio, nel 1934, Pavel Alekseyevich Cherenkov (ha ricevuto un Nobel per il suo lavoro, nel 1958; poiché è russo, a volte viene anche chiamata radiazione di Cerenkov).
Niente è più veloce di c, la velocità della luce... nel vuoto. Nell'aria o nell'acqua (o nel vetro), la velocità della luce è inferiore a c. Quindi cosa succede quando qualcosa come un protone di raggi cosmici, che si muove molto più velocemente della velocità della luce nell'aria o nell'acqua, colpisce l'atmosfera terrestre? Emette un cono di luce, come il boom sonico di un aereo supersonico; quella luce è radiazione di Cherenkov.
Lo spettro di radiazione di Cherenkov è continuo e la sua intensità aumenta con la frequenza (fino a un cutoff); questo è ciò che gli conferisce l'inquietante colore blu che vedi nelle immagini dei reattori delle 'piscine'.
Forse l'uso astronomico più noto della radiazione Cherenkov è negli ICAT come CANGAROO (avete indovinato, è in Australia!), H.E.S.S. (gli astronomi adorano questo genere di cose, è un 'tributo' a Victor Hess, pioniere degli studi sui raggi cosmici) e VERITAS (vedi se riesci a spiegare il gioco di parole!). Quando un raggio gamma ad alta energia, al di sopra di pochi GeV, entra nell'atmosfera, crea coppie elettrone-positrone, che iniziano una pioggia d'aria. La doccia crea un'esplosione di radiazioni Cherenkov della durata di pochi nanosecondi, rilevata dall'ICAT. Poiché la radiazione Cherenkov è ben compresa, i lampi causati dai raggi gamma possono essere distinti da quelli causati dai protoni; e utilizzando diversi telescopi, la sorgente 'nel cielo' può essere individuata molto meglio (è quello che sta per una delle S in H.E.S.S., stereoscopica).
Più energetica è una particella di raggio cosmico, più grande è la pioggia d'aria che crea... quindi per studiare i raggi cosmici veramente energetici - quelli con energie superiori a 10^18 ev (che è 100 milioni di volte più energico di quello che produrrà LHC), che sono chiamati UHECR (vedi se riesci a indovinare) – hai bisogno di rilevatori di raggi cosmici sparsi su un'area enorme. Questo è proprio quello che l'Osservatorio dei Raggi Cosmici Pierre Auger è; e i suoi rilevatori di lavoro sono serbatoi d'acqua con tubi fotomoltiplicatori al buio (per rilevare la radiazione Cherenkov delle particelle della doccia d'aria).
Tuttavia penso che l'uso più interessante della radiazione Cherenkov in astronomia sia Cubetto di ghiaccio , che rileva la radiazione Cherenkov prodotta dai muoni nel ghiaccio antartico... viaggiando verso l'alto. Questi muoni sono prodotti da rare interazioni di neutrini muonici con nuclei di idrogeno o ossigeno (nel ghiaccio), dopo aver viaggiato attraverso l'intera Terra, dall'Artico (e prima forse qualche centinaio di megaparsec da qualche lontano blazer).
ICAT: imaging del telescopio aereo Cherenkov
CANGURO: Ccollaborazione diAustralia enippon (Giappone) per aGamma RayOosservatorio nelOindietro
H.E.S.S.: Sistema stereoscopico ad alta energia
VERITÀ: Sistema di array di telescopi per immagini molto energico
UHECR: raggio cosmico ad altissima energia
Questa pagina web della NASA fornisce maggiori dettagli su come funzionano gli ICAT.
Molte storie di Universe Today riguardano le radiazioni di Cherenkov; Per esempio Gli astronomi osservano il bizzarro Blazar con una batteria di telescopi , e I raggi gamma ad alta energia vanno più lenti della velocità della luce? .
Esempi di cast di astronomia che includono questo argomento: Raggi cosmici , e Astronomia con raggi gamma .
Fonti:
http://en.wikipedia.org/wiki/Cherenkov_radiation
http://abyss.uoregon.edu/~js/glossary/cerenkov_radiation.html
