Efeito Cherenkov

“Quando uma partícula carregada consegue propagar-se mais rápido que a velocidade da luz em um meio, ocorre uma emissão de luz característica chamada efeito Cherenkov.”

O efeito Cherenkov ocorre quando partículas carregadas, como elétrons, movem-se em algum meio com velocidades superiores à velocidade da luz e parte da sua energia cinética é dissipada por causa do contato com o meio, transformando-se em luz visível.

Tal efeito é comum em reatores nucleares. Em volta de seus núcleos, forma-se um tênue brilho azulado, que pode ser mais luminoso de acordo com a intensidade das reações de fissão nuclear. O fenômeno também é observado quando raios cósmicos de altas velocidades entram na atmosfera terrestre. Essas partículas – que geralmente são núcleos metálicos provenientes do Sol e de outras estrelas, mas também de novas e supernovas (estrelas em estágios finais) – comumente chegam até nós com velocidades muito próximas à da luz. Durante sua entrada nas camadas superiores da atmosfera, sua velocidade é maior que a da própria luz.

Importância da refração para o efeito Cherenkov

A velocidade da luz no meio é medida pelo seu índice de refração, propriedade física determinada por meio da razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio. A radiação eletromagnética apresenta sua maior velocidade no vácuo. Portanto, o índice de refração absoluto (entre o vácuo e o meio) sempre terá valores maiores que 1. O índice de refração pode ser calculado por meio da seguinte razão:

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n = 
      v

Se o índice de refração de um meio é bastante elevado, a velocidade da luz em seu interior será muito menor que a velocidade da luz no vácuo. Nesse caso, dizemos que o meio tem alta refringência, característica de alguns materiais como o diamante. Seu índice de refração chega a 2,4 – isso significa que, no vácuo, a luz propaga-se 2,4 vezes mais depressa que no interior de um diamante.

Como funciona a radiação Cherenkov?

A resposta a essa pergunta rendeu um prêmio Nobel para três físicos, em 1958, entre eles o seu descobridor, o russo Pavel Cherenkov. De maneira similar às ondas de choque formadas pelos aviões supersônicos, que surgem porque essa aeronave move-se mais rápido que a perturbação sonora gerada por ela mesma, os elétrons emitidos pelas reações nucleares, em meios como a água, movem-se mais rápido que a luz. Dessa forma, por causa dessa desaceleração, eles produzem uma luz de tons predominantemente azuis.

Publicado por: Rafael Helerbrock
Brilho azul da radiação Cherenkov em reator nuclear ativo imerso em água
Brilho azul da radiação Cherenkov em reator nuclear ativo imerso em água

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