La radiación Cherenkov ( / tʃ ə ˈ r ɛ ŋ k ɒ f / ; [1] Ruso : Черенко́в) es una radiación electromagnética emitida cuando una partícula cargada (como un electrón ) pasa a través de un medio dieléctrico a una velocidad mayor que la velocidad de fase ( velocidad de propagación de un frente de onda en un medio) de la luz en ese medio. [2] Un ejemplo clásico de la radiación de Cherenkov es el característico resplandor azul de un submarinoreactor nuclear Su causa es similar a la causa de un estampido sónico , el sonido agudo que se escucha cuando se produce un movimiento más rápido que el sonido. El fenómeno lleva el nombre del físico soviético Pavel Cherenkov .
La radiación lleva el nombre del científico soviético Pavel Cherenkov, ganador del Premio Nobel de 1958 , quien fue el primero en detectarla experimentalmente bajo la supervisión de Sergey Vavilov en el Instituto Lebedev en 1934. Por lo tanto, también se conoce como radiación Vavilov-Cherenkov . [3] Cherenkov vio una tenue luz azulada alrededor de una preparación radiactiva en agua durante los experimentos. Su tesis de doctorado versó sobre la luminiscencia de soluciones de sal de uranio que eran excitadas por rayos gamma en lugar de luz visible menos energética, como se hace comúnmente. Descubrió la anisotropíade la radiación y llegó a la conclusión de que el resplandor azulado no era un fenómeno fluorescente.
Una teoría de este efecto fue desarrollada más tarde en 1937 [4] en el marco de la teoría de la relatividad especial de Einstein por los colegas de Cherenkov, Igor Tamm e Ilya Frank , quienes también compartieron el Premio Nobel de 1958.
La radiación de Cherenkov como un frente de onda cónico había sido predicha teóricamente por el erudito inglés Oliver Heaviside en artículos publicados entre 1888 y 1889 [5] y por Arnold Sommerfeld en 1904, [6] pero ambos fueron descartados rápidamente siguiendo la restricción de partículas superlumínicas de la teoría de la relatividad. hasta la década de 1970. [7] Marie Curie observó una luz azul pálido en una solución de radio altamente concentrada en 1910, [8] pero no investigó su fuente. En 1926, el radioterapeuta francés Lucien Mallet describió la radiación luminosa del radio que irradia agua con un espectro continuo. [9]
En 2019, un equipo de investigadores del Norris Cotton Cancer Center de Dartmouth y Dartmouth-Hitchcock descubrió que la luz de Cherenkov se generaba en el humor vítreo de pacientes sometidos a radioterapia . La luz se observó utilizando un sistema de imágenes de cámara llamado CDose, que está especialmente diseñado para ver las emisiones de luz de los sistemas biológicos. [10] [11] Durante décadas, los pacientes informaron fenómenos como "destellos de luz brillante o azul" [12] cuando recibían tratamientos de radiación para el cáncer de cerebro, pero los efectos nunca se habían observado experimentalmente. [11]
Si bien la velocidad de la luz en el vacío es una constante universal ( c = 299 792 458 m/s ), la velocidad en un material puede ser significativamente menor, ya que se percibe que el medio la frena. Por ejemplo, en el agua es solo 0,75 c . La materia puede acelerar más allá de esta velocidad (aunque aún menos que c , la velocidad de la luz en el vacío) durante las reacciones nucleares y en los aceleradores de partículas . La radiación de Cherenkov se produce cuando una partícula cargada, más comúnmente un electrón , viaja a través de un dieléctrico .(puede polarizarse eléctricamente) medio con una velocidad mayor que la velocidad de la luz en ese medio.