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Čerenkov, Pavel Alekseevič

fisico russo (Voronež 1904-Mosca 1990). Professore all'Istituto di Ricerche Fisiche dell'Accademia delle Scienze dell'URSS, scoprì nel 1934 il fenomeno che da lui prese il nome di effetto Čerenkov. Per questa scoperta gli furono assegnati, nel 1946, il premio Stalin e, nel 1958, il premio Nobel per la fisica, insieme con gli altri fisici russi, I. M. Frank e I. E. Tamm.

Emissione di luce (radiazione Čerenkov) da parte di una particella carica che attraversa un mezzo a velocità superiore a quella della luce in esso. La particella viene rallentata per interazione elettromagnetica ed emette fotoni entro un cono di apertura angolare α=arcsen ϑ in cui ϑ è il rapporto tra la velocità della luce nel mezzo, c/n, con c velocità della luce nel vuoto e n indice di rifrazione del mezzo, e la velocità della particella, v. L'effetto, scoperto da Čerenkov, fu spiegato teoricamente da Frank e Tamm nel 1937. Quando una tale parti cella attraversa un dielettrico trasparente, la sua velocità rimane praticamente inalterata; il campo elettromagnetico associato a essa si propaga con una velocità di fase c/n; la risultante radiazione elettromagnetica si cancella, per interferenza distruttiva, in tutte le direzioni se la velocità della particella è minore di quella della luce nel mezzo; in caso contrario esiste un angolo ϑ secondo cui si ha interferenza costruttiva. Infatti, si consideri una particella che si muove nella direzione OP con velocità v e si costruisca il fronte d'onda "Per lo schema della fronte d’onda associato a una particella vedi pg. 185 del 6° volume." "Per l'effetto Cerenkov vedi figura al lemma del 5° volume." delle onde elettromagnetiche emesse. La particella che si trovava nella posizione O all'istante iniziale sarà in P al tempo t, dopo aver percorso una distanza OP=vt, l'onda elettromagnetica ha percorso nel frattempo un tratto OQ=ct/n e il suo fronte, cioè l'inviluppo delle onde sferiche corrispondenti, costituisce una superficie conica di apertura ϑ=arcsen c/nv ciò significa che i raggi della luce corrispondente formano un angolo 90-ϑ con la traiettoria della particella. Per elettroni veloci in vetro sono emessi nello spettro visibile circa 450 fotoni per centimetro di traiettoria. Questa sia pur debolissima intensità luminosa può essere agevolmente rivelata mediante un tubo fotomoltiplicatore, il quale fornisce un segnale elettrico contenente informazioni di localizzazione temporale e di energia della particella. Sull'effetto Čerenkov sono basati i rivelatori di particelle detti contatori Čerenkov.