Эффект черенкова, почему излучение излучает синий свет?

Механизм, геометрия черенковского излучения и интересные следствия

Геометрически черенковское излучение во многом напоминает конус ударной волны, которая распространяется при сверхзвуковом движении самолета или пули. Подобный конус называется конусом Маха.

Генерация черенковского излучения; а — форма возбуждающего импульса, б — профиль возбуждающего пучка, в — черенковский импульс.

Кроме того, можно отметить интересную особенность: при образовании черенковского излучения наблюдается уменьшение скорости и кинетической энергии частиц.

Черенковское излучение является причиной, по которой на многокилометровой глубине океанского дна не бывает абсолютной темноты. Появление потоков электронов в толще океанской воды связано с распадом радиоактивных химических элементов, в частности калия-40. Предполагается, что большие глаза глубоководных организмов вызваны необходимостью улавливания подобного тусклого излучения.

Мертвые птицы и отстрел животных

Какие-то животные и птицы умирали сами, а остальных приходилось отстреливать, чтобы они не разносили «следы загрязнений».

Жуткий момент сериала – на головы пионерам падали мертвые птицы. Было ли это в реальности? Нет. Произойти этого не могло, поскольку Припять находится в трех километрах от Чернобыльской АЭС. Согласно историческим данным, птицы, пораженные высокой дозой радиации, действительно падали, но только поблизости от разрушенного реактора в радиусе 200-300 метров.

Еще один момент. В сериале показано, как отряд советских солдат ведет отстрел бездомных животных в заброшенных населенных пунктах. Это правда. Примерно спустя 36 часов после взрыва жителям Припяти было дано всего 50 минут на то, чтобы собрать свои вещи и эвакуироваться на автобусах, которые за ними приехали. Брать с собой домашних питомцев не разрешили. Жители города считали, что смогут вернуться домой через несколько дней, но, как известно, этот переезд оказался постоянным.

В итоге весь город был заполнен осиротевшими животными. Чтобы избежать распространения радиационного заражения и бешенства солдатам поручили их отстрел.

References [ ]

Физика

Это незавершённая статья по физике . Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её.

Разделы физики
Экспериментальная физика | Теоретическая физика
Механика | Специальная теория относительности | Общая теория относительности | Космология | Молекулярная физика | Термодинамика | Статистическая физика | Физическая кинетика | Электродинамика | Оптика | Акустика | Физика плазмы | Физика конденсированных сред | Атомная физика | Квантовая физика | Квантовая механика | Квантовая теория поля | Ядерная физика | Физика элементарных частиц | Теория колебаний | Нелинейная динамика | Метрология | Астрофизика | Космология | Геофизика | Биофизика | Радиофизика | Материаловедение | Физика атмосферы | Химическая физика | Физическая химия | Математическая физика

bg:Ефект на Черенков ca:Radiació Txerenkov cs:Čerenkovovo záření de:Tscherenkow-Licht en:Čerenkov radiation eo:Ĉerenkov-radiado es:Radiación de Cherenkov fi:Tšerenkovin säteily fr:Effet Tcherenkov he:קרינת צ’רנקוב hr:Čerenkovljevo zračenje hu:Cserenkov-effektus it:Effetto Čerenkov ja:チェレンコフ放射 ko:체렌코프 효과 la:Radiatio Cherenkov lt:Čerenkovo spinduliavimas ml:സെറന്‍‌കോവ് വികിരണം nl:Tsjerenkov-effect pl:Promieniowanie Czerenkowa pt:Efeito Tcherenkov ro:Efectul Cerenkov simple:Čerenkov radiation sk:Čerenkovovo žiarenie sl:Pojav Čerenkova sr:Черенковљев ефекат sv:Tjerenkovstrålning th:การแผ่รังสีเชเรนคอฟ uk:Черенковське випромінювання zh:切侖可夫輻射

Источник

Воздействие космических лучей на организм человека

Пока мы живем на поверхности Земли, нет необходимости принимать какие-либо меры предосторожности против воздействия космического излучения. Это потому, что у Земли есть два механизма, чтобы защитить нас от вреда космических лучей:

1. Магнитное поле Земли — когда космические лучи приближаются к Земле, магнитное поле будет отклонять заряженные частицы. Конечным результатом является то, что они в основном сосредоточены на двух полюсах Земли, которые очень малочисленны, если вообще населены. Видимым проявлением влияния магнитного поля Земли является сияние, наблюдаемое на полюсах.
2. Другим механизмом является защитная атмосфера Земли. Атмосфера не только может поглощать большую часть инфракрасного и ультрафиолетового света, но и взаимодействовать с космическими лучами. Частицы высоких энергий так называемого первичного космического луча столкнутся с атомами кислорода или азота в атмосфере и затем превратятся во вторичные частицы космического луча. Космические лучи проходят через атмосферу, ослабляются и в конечном итоге достигают земли.Эти вторичные частицы имеют достаточную энергию для производства частиц следующего поколения.

Одна вещь, которую мы должны знать, — то, что заряд высокоэнергетических частиц космических лучей может достигать 100 МэВ. Они могут нарушать нормальную функцию клетки, вызывать заболевания, а значит, представлять угрозу для космонавтов. Если космические лучи проникают в капсулу космических кораблей, они могут также подорвать точность прибора, влияя на их работу. Таким образом, тщательное планирование должно быть принято в каждой космической миссии.

Большая часть космического излучения не может достичь поверхности Земли. Энергии частиц, которые проникают на поверхность Земли, будут дополнительно уменьшаться при приближении к земле. Следовательно, атмосфера действует как барьер для блокирования частиц высоких энергий. Когда космические лучи достигают поверхности Земли, потенциальные вредные воздействия значительно уменьшаются.

Видео

Источники

• http://www.astronautica.ru/polety-v-kosmos/osvoenie-kosmosa/6.htmlhttps://ru.wikipedia.org/wiki/Космическое_пространствоhttps://new-science.ru/kak-bylo-obnaruzheno-kosmicheskoe-izluchenie/http://astroinformer.com/cosmic_rayshttps://www.gazeta.ru/science/2017/02/20_a_10534355.shtmlhttp://mir-znaniy.com/nevidimaya-vselennaya/

Как советские физики пролили свет на «синее свечение»

В своей статье Черенков рассказывает о проведенных опытах, а также их результатах по измерению свойств нового свечения: яркости, поляризации, спектрального состава. Вавилов же пытается предоставить теоретическую интерпретацию обнаруженного излучения. Его статья так и называлась – «О возможных причинах синего гамма-свечения жидкостей». На основании проведенных опытов Сергей Вавилов утверждал, что наблюдаемое синее свечение «вообще не может быть каким-либо видом люминесценции».

Согласно его предположению, излучение вызвано движением электронов в среде в отличие от обычного теплового излучения, которое вызвано движением атомов. Сам Вавилов, хотя и высказал такое предположение, не считал его окончательным. Он был в поиске – продолжал активные обсуждения с коллегами, планировал дальнейшие эксперименты для объяснения природы излучения.

Павел Черенков, Илья Франк, Игорь Тамм

Первыми найти верное обоснование удалось советским физикам Игорю Евгеньевичу Тамму и Илье Ивановичу Франку. В 1937 году они опубликовали ряд теоретических работ, где черенковское излучение объяснялось равномерным и прямолинейным движением заряженных частиц среды со скоростями, которые превышают скорость света в данной среде. К примеру, скорость света в воде на четверть меньше, чем в вакууме. Поэтому электрон высокой энергии обгонит свет в воде, и при этом не превысит скорости света в вакууме. Если такая частица идет через воду, она создает электромагнитную взрывную волну, которая переносит в себе энергию на разных длинах волн электромагнитного излучения, включая и видимый свет. На фиолетовом конце радуги энергии создается больше, чем на красном, поэтому свет нам кажется голубым. Уже значительно позднее, в середине 1950-х годов, этот эффект советским физикам удалось запечатлеть на цветном фото.

Сергей Вавилов был одним из первых, кто принял идею Тамма и Франка. Павел Черенков также согласился с теорией, после проведения ряда экспериментов по ее проверке. По совету Вавилова аспирант подготовил небольшую заметку на английском языке о новом эффекте и послал ее в известный лондонский естественно-научный журнал Nature. Однако редакция журнала не приняла заметку к публикации. Вавилов посоветовал Черенкову отправить заметку в американский журнал Physical Review. Там она и была напечатана в 1937 году.

Черенков (третий справа), Франк (второй справа) и Тамм (третий слева) на вручении Нобелевской премии в 1958 году

В 1946 году Сергей Вавилов, Игорь Тамм, Илья Франк и Павел Черенков получили Сталинскую премию I степени – в то время высший государственный знак научного признания. Мировую славу открытия Вавилов не застал – ученого не стало в 1951 году. Спустя всего семь лет Тамму, Франку и Черенкову была присуждена Нобелевская премия по физике – «за открытие и объяснение эффекта Черенкова».

История «нового света»

В сентябре 1932 года Сергей Иванович Вавилов был назначен научным руководителем Государственного оптического института (ГОИ), в связи с чем переехал в Ленинград. В северной столице он также возглавил физический отдел Физико-математического института Академии наук СССР.

По воспоминаниям сотрудников института с приходом Сергея Ивановича научная жизнь в физическом отделе заметно оживилась. Эти изменения коснулись прежде всего аспирантов. К примеру, был организован ряд лекционных курсов по математике и физике, чтобы восполнить пробелы в фундаментальных знаниях. Кроме того, у всех аспирантов появились научные руководители. Троих молодых ученых – Николая Добротина, Павла Черенкова и Антона Севченко – Вавилов взял под свое научное руководство. Впоследствии все трое стали известными физиками, а один – лауреатом Нобелевской премии.

В учение о люминесценции Сергей Вавилов внес огромный вклад. Это ему, в частности, принадлежит определение люминесценции через время высвечивания. Вавиловым были разработаны и экспериментальные методы, позволяющие определить основные характеристики люминесцирующих веществ

К исследованиям своего аспиранта Черенкова, ученый подошел с большим вниманием и энтузиазмом. Принимал участие в измерениях, познакомил аспиранта с собственным методом фотометрии по порогу зрения.

Вавилов С.И. с сотрудниками Государственного Оптического института за работой в лабораториях, 1934 г. Фото: Архив РАН

Какое же загадочное излучение увидел Черенков во время своих экспериментов? Свечение различных жидкостей под действием гамма-лучей наблюдалось и ранее. Вероятно, первой увидела такое излучение Мария Кюри. В ее работах упоминается слабое синее свечение в растворах с радием. Другой исследователь, Малле, в 1926 году также заметил особое свечение жидкостей рядом с радиоактивными веществами. Однако французский физик принял наблюдаемое им свечение за люминесценцию и никаких дальнейших исследований не провел. Нужно отдать должное упорству Павла Черенкова, с которым он подошел к изучению обнаруженного явления. Помогли опыт и знания Сергея Вавилова, в частности, понять, что обнаруженное свечение – не люминесценция, а что-то иной природы.

Первые сообщения об открытии были опубликованы в конце мая 1934 года в журнале Доклады Академии наук СССР. Одна статья была написана Павлом Черенковым, другая – его научным руководителем Сергеем Вавиловым. По сути, обе публикации представляли собой две части единого исследования о неизвестном ранее явлении, которое получило название «излучение Вавилова – Черенкова».

Воздействие радиации на организм человека

Кадр из сериала «Чернобыль».

Описание столкновения людей с радиацией авторами сериала во многом передано точно. Здесь демонстрируются все те симптомы, о которых говорили очевидцы: тошнота, привкус металла во рту, разумеется, эритрема, «ядерный загар» или румянец, являющийся последствием повреждения радиацией верхнего слоя кожи. Это один из признаков острой лучевой болезни. В то же время нашлось место неточности: пожарный, поднимающий кусок графита из реактора на несколько секунд, а через время его увозят на скорой из-за слезающей с руки кожи. Работник станции удерживает открытой стальную дверь и упирается в нее бедром, и спустя буквально мгновение его брюки пропитываются кровью — настолько облученным был металл. В реальности аппликационные радиационные ожоги проявляются через 1-3 дня после поражения.

Однако в целом история пожарного, которой уделяется особое внимание и на первый взгляд кажется вымыслом сценаристов, желающих придать сюжету больше драматизма, на самом деле правда. В этом можно убедиться, прочив книгу белоруской журналистики, и писательницы, лауреата Нобелевской премии по литературе, Светланы Алексиевич «Чернобыльская молитва

Хроника будущего». История написана со слов жены пожарного.

На Чернобыльской АЭС не было мощных дозиметров

Человек с дозиметром.

В одном из начальных эпизодов, уже после аварии, сотрудники станции пытаются замерить радиационный фон на станции, используя слабые дозиметры, показывающие максимальный порог в 3,6 рентген. По словам Владимира Михайлова, одного из ликвидаторов аварии на ЧАЭС, мощных дозиметров на станции и правда не было. Просто потому, что никто не предполагал, что такое может произойти.

Позже в сериале было показано, что уровень радиации в разрушенном реакторе составляет 15 000 рентген. В реальности на подступах к четвертому энергоблоку фон в то время варьировался от 1500 до 3000 рентген. Чудовищное превышение нормы, но все-таки не 15 тысяч, как показано в сериале. Существенно более высокие значения отмечались над самим реактором, над проломом в крыше, откуда в атмосферу извергались тонны радиоактивных веществ.

Что такое излучение Вавилова-Черенкова?

Превысить скорость света в вакууме невозможно. Но когда элементарная частица находится в плотной среде, то может превысить это ограничение. Так, частица, разогнанная в вакууме, может влететь в воду со скоростью, например, 299 799 километров в секунду: так как законы физики запрещают мгновенное изменение скорости, частица, находясь в среде, пролетает какое-то расстояние быстрее местного ограничения. Во время полета частица тормозит теряя энергию, которой нужно куда-то деваться.

Интересно, что черенковское излучение аналогично эффекту звукового удара. Например, если самолет в воздухе движется медленнее скорости звука, то отклонение воздуха вокруг крыльев самолета происходит плавно. Однако если скорость движения превышает среднюю скорость звука, то происходит внезапное изменение давления и ударные волны распространяются от самолета в конусе со скоростью звука.

Вы наверняка замечали, что ядерный реактор Тони Старка сияет голубым светом.

Природа космического излучения

Ученые выяснили, что наибольшая часть космических лучей, причем с наименьшими энергиями, имеет солнечное происхождение, но главный вклад вносят космические лучи, приходящие из нашей Галактики и обладающие высокими энергиями. Возможно, что некоторая доля космических лучей — это посланцы других галактик.

Космические лучи состоят в основном из высокоэнергетических протонов: 85% ядер водорода, 12% α-частиц, с небольшой долей электронов и некоторыми более тяжелыми атомными ядрами. Космические лучи движутся в пространстве почти со скоростью света, некоторые из которых достигают Земли.

В рентгеновских лучах Вселенная представляется совершенно иной, чем она видна в оптические телескопы:

• С одной стороны, наблюдается увеличение концентрации ярких источников излучения по мере приближения к средней плоскости Млечного Пути — они принадлежат нашей Галактике;
• С другой — равномерное распределение многочисленных внегалактических рентгеновских источников по всему небу.

Многие небесные тела, украшающие небо Земли,— Луна и планеты — в рентгеновских лучах не видны.

В нашей Галактике диффузное (рассеянное) гамма-излучение сосредоточено главным образом в галактическом диске; оно усиливается в направлении к центру Галактики.

Гамма излучение пульсаров

Кроме того, обнаружены дискретные (точечные) гамма-источники, такие как Краб (Крабовидная туманность в Тельце), Геркулес Х-1, Гемннга (в созвездии Близнецов) и некоторые другие. Сотни дискретных источников внегалактического гамма-излучения разбросаны буквально по всему небу.

Наблюдения с искусственных спутников в периоды минимума солнечной активности позволяют получить наилучшие данные о свободных электронах в межзвездном и межпланетном пространстве. Результаты исследования космических лучей позволили нам узнать много нового и интересного об относительном распределении химических элементов и их распространенности в межзвездном пространстве.

История открытия

В 1934 году 30-летний советский аспирант Павел Алексеевич Черенков выполнял в лаборатории Сергея Ивановича Вавилова серию практических экспериментов по изучению нетеплового излучения прозрачных жидкостей под действием гамма-излучения. Исследуемое излучение обладало слабым синеватым оттенком. Первоначально считалось, что подобное излучение является люминесценцией. Как известно люминесценция представляет собой излучение, вызванное переходом электронных оболочек атомов из одного энергетического состояния (орбиты) в другое энергетическое состояние (орбиту). Однако детальное изучение П. А. Черенковым излучения жидкостей с синеватым оттенком показало, что оно представляет собой потоки электронов, движущихся со скоростями, превышающими фазовую скорость света в воздухе. Фактически высокоэнергетические фотоны гамма-излучения выбивали электроны из электронных оболочек атомов молекул воздуха и отправляли их свободное плавание. Этот факт удалось выяснить на основе множества отличий от люминесценции:

1. Излучение наблюдалось у всех прозрачных жидкостей;
2. Излучение не изменялось при изменении химического состава прозрачных жидкостей;
3. У излучения наблюдалась поляризация, в направлении вектора распространения частиц;
4. У излучения не наблюдалось ни одного из видов тушения. Тушением называется свойство люминесценции уменьшать интенсивность излучения под действием изменений температуры или различных колебательных движений.

Первоначально обнаружение нового излучения было воспринято научным сообществом с большим скепсисом. Так проводилась аналогия с ошибочной интерпретацией так называемых N-лучей. В связи с этим редакторы наиболее авторитетного научного журнала Nature отказались опубликовать научную статью об открытом явлении.

Павел Черенков, 1958 год

Первую теоретическую интерпретацию обнаруженного излучения дал С. И. Вавилов. Он полагал, что излучение вызвано движением электронов в среде в отличие от обычного теплового излучения, которое вызвано движением атомов. При этом Вавилов опирался на классическую термодинамику, один из постулатов которой звучал о том, что любая заряженная частица, которая движется с ускорением, является источником излучения. Гипотезу С. И. Вавилова пришлось отбросить, так как она не объясняла слабой зависимости интенсивности черенковского излучения от порядкового номера химических элементов среды в Периодической таблице имени Менделеева. В 1937 году советские физики Игорь Евгеньевич Тамм и Илья Иванович Франк опубликовали ряд теоретических работ с подробным обоснованием механизма излучения, которое сегодня принято в научном мире за истину. В их работе черенковское излучение объяснялось равномерным и прямолинейным движением заряженных частиц со скоростями, которые превышают скорость света в среде. В связи с этим возникает парадокс, что скорость черенковского излучения может превышать скорость света в вакууме. Этот парадокс объясняется многочисленными преломлениями света в среде.

Открытие нового излучения стало важным открытием, которое получило высшую награду по физике в 1958 году. Нобелевскую премию разделили три советских физика, причастных к открытию: П. А. Черенков, И. Е. Тамм и И. И. Франк.

Интересно отметить, что многие физики регистрировали черенковское излучение задолго до первых наблюдений П. А. Черенкова. Это не является удивительным, так как черенковское излучение было обнаружено через 40 лет после открытия явления радиоактивности и процессов радиоактивного распада химических элементов. Вероятно, первой наблюдала черенковское излучение Мария Кюри. В своих исследованиях она отметила слабое свечение синего цвета, которое наблюдалось в концентрированных растворах с радием. Другой исследователь, французский физик Малле, в 1926 году даже отметил некоторые отличия свечения жидкостей рядом с радиоактивными веществами от явления люминесценции. Однако на его работы современники не обратили должного внимания. В этом плане заслуга П. А. Черенкова состояла в его упорстве и терпеливости в направлении подтверждения и подробного изучения открытого явления.

Истоки изучения черенковского излучения

В 1934 году советский физик Павел Алексеевич Черенков (иногда пишется Черенков, Черенхов или даже Черенхов) проводил эксперименты, связанные с радиоактивностью, когда он наблюдал любопытное явление: при встряхивании бутылки с водой, содержащей очень высокое альфа- или бета-излучение, энергия (заряженные частицы, такие как ядра гелия или электроны двигались очень быстро), бутылка светилась голубоватым светом.

Когда высокоэнергетические электроны путешествуют по воде, где скорость света составляет «всего» 225,000 XNUMX км/с, оптический эффект создается эквивалент звукового удара эффект, создаваемый струей, когда она превышает скорость звука в воздухе, но применительно к люминесценции.

Star Wars Celebration Europe 2023 -…

Please enable JavaScript

Star Wars Celebration Europe 2023 — GEEKS CORNER — Episode #655

Эффект Черенкова в воде ядерного реактора.

Эффект Черенкова проявляется как голубое свечение , например, в бассейнах с водой ядерных реакторов и гамма-облучателей. В этом случае эффект вызывают частицы, выходящие из реактора или облучателя и движущиеся со скоростью выше скорости света в воде. Этот свет распространяется через среду в форме конуса вдоль пути заряженной частицы.

Черенковское излучение возникает только в том случае, если частица, проходящая через среду, электрически заряжена, например протон. Для возникновения черенковского излучения среда должна быть диэлектриком.

Черенков получил Нобелевская премия по физике 1958 г. для его открытий, связанных с этой реакцией, она должна состоять из атомов или молекул, на которые может воздействовать электрическое поле. Следовательно, протон, путешествующий, например, через среду, состоящую из нейтронов, не будет излучать черенковское излучение.

Обогнать свет?

Возможно ли обогнать свет? Современная физика в лице специальной теории относительности утверждает, что скорость света в вакууме является предельной скоростью всех процессов и движений, сопровождаемых переносом энергии.

И если перевести это на нормальный человеческий язык, то ответ будет прост: «нет». Или все-таки возможно?

Да действительно, скорость света настолько велика, что даже ракета х 47м2 гиперзвукового ракетного комплекса “Кинжал” останемся далеко позади фотона. хотя скорости там приличные.

Дело в том, что любые наши попытки достижения световых скоростей упираются в увеличение массы, а это влечет за собой увеличение необходимой для разгона энергии вплоть до бесконечности.

А если добавить сюда изменение геометрических размеров, и то, что время остановится… По крайней мере так утверждает современная физика.

Но это только тогда, когда мы говорим о скорости света в вакууме. А что, если пойти на хитрость и замедлить сам свет? Ведь заведомо известно, что свет в прозрачных средах распространяется значительно медленнее.

Не думаю, что подобное коварство двигало советским ученым Павлом Алексеевичем Черенковым, тут скорее вмешался его величество случай.

Вероятность второго взрыва и последствия для Европы

Ученые разбираются в происходящем.

В видении авторов сериала советские ученые опасались возможности второго взрыва вследствие контакта кориума (расплавленная смесь из урановых топливных элементов, свинца, которым посыпали реактор, графита и других материалов) с водой из барботера, расположенного в реакторном здании. Одним из героев сериала было подчеркнуто, что мощность этого взрыва может составить 2-4 мегатонны. В радиусе 30 километров все будет уничтожено. Кроме того, говорилось о том, что взрыв вызовет ударную волну, способную «уничтожить все население Киева и часть Минска», оказав в целом катастрофические последствия выброса радиации для большей части Украины, Польши, Белоруссии, Латвии, Литвы, Германии, Чехословакии и Румынии.

В реальности герой сериала явно переоценил мощность и последствия второго взрыва. Видимо сценаристы сделали это для придания своему материалу еще больше мрачных красок и драматизма. Более того, под сомнение ставится и сама возможность второго взрыва. Гипотетический взрыв расплавленного топлива при смешении с водой барботера также был бы не ядерным, а тепловым. Активная зона реактора к тому моменту уже не существовала.

Тем не менее, несмотря на то, что вероятность носила гипотетический характер, риски было решено снять. Трое работников АЭС, находясь не более чем по колено в радиоактивной воде, зашли в помещение, нашли задвижки, без проблем открыли их, обеспечив дренаж вод, и успешно вернулись. В сериале их участь была предрешена. В реальности все трое после участвовали и в других задачах по ликвидации аварии. Один умер спустя 20 лет после аварии, двое остальных до сих пор живы.

Почему вода в ядерном реакторе синяя

Когда черенковское излучение проходит через воду, заряженные частицы движутся через эту среду быстрее света. Итак, свет, который вы видите, имеет более высокую частоту (или более короткую длину волны), чем обычная длина волны. Поскольку коротковолнового света больше, он кажется синим. Но почему вообще есть свет? Это потому, что быстро движущаяся заряженная частица возбуждает электроны молекул воды. Эти электроны поглощают энергию и высвобождают ее в виде фотонов (света), когда они возвращаются в состояние равновесия. Обычно некоторые из этих фотонов нейтрализуют друг друга (деструктивная интерференция), поэтому вы не увидите свечения.. Но когда частица движется быстрее, чем свет может проходить через воду, ударная волна создает конструктивную интерференцию, которую вы видите как свечение.

Влияние космического излучения на технику

Электронные гаджеты и компьютеры могут выйти из строя из-за космического излучения, выяснили исследователи. Оно способно вызывать сбои в работе электронных устройств, что не может не беспокоить — ведь сложной техники вокруг становится все больше. В сбоях электронных устройств могут быть виноваты субатомные частицы родом из-за пределов нашей галактики, считают исследователи из Университета Вандербильта.

На атмосферу Земли воздействуют космические лучи, движущиеся со скоростью света, образуя различные частицы. Ежесекундно миллионы образовавшихся частиц бомбардируют тела людей. Это воздействие незаметно и не оказывает вреда для организма. Но часть этих частиц способна создавать помехи в интегральных схемах электронных устройств. В результате это взаимодействие может изменить данные, хранящиеся в памяти устройства.

При этом трудно определить, когда и где появятся такие частицы. Кроме того, никаких физических признаков повреждения не возникает. Также нельзя сразу сказать, виновато в сбое космическое излучение, аппаратный дефект или ошибка программного обеспечения.

Другой приведенный пример — проблема, возникшая на пассажирском самолете, летевшем из Сингапура в Перт. Из-за воздействия излучения у самолета отключился автопилот и он резко «подпрыгнул» на 210 метров. Почти треть пассажиров получила настолько серьезные травмы, что самолет пришлось экстренно посадить в ближайшем аэропорту.

В 2004 году компания Cypress Semiconductor, занимающаяся разработкой и производством полупроводников, приводила следующие данные по количеству вызываемых космическим излучением ошибок:

• мобильный телефон с 500 Кб памяти должен совершать одну потенциальную ошибку в 28 лет;
• сеть маршрутизаторов с памятью в 25 Гб допускает одну ошибку, приводящую к сбою в сети, каждые 17 часов;
• находясь в самолете на высоте 10,6–10,7 км, ноутбук с памятью в 500 Кб может совершать одну ошибку каждые пять часов.

Производители полупроводников очень обеспокоены этой проблемой, потому что она становится все серьезнее из-за того, что мощность электронных устройств растет, да и их количество значительно увеличивается

Так зачем же нужен синий свет?

В 1996 году в Японии начал работу гигантский черенковский детектор Super-Kamiokande. Этот огромный резервуар с водой вместимостью 50 000 тонн позволил сделать важные открытия в физике нейтрино, которые выдают свое присутствие, излучая тот самый синий свет, по мере прохождения через толщу воды. Анализ излучения позволяет ученым с большой точностью определить тип нейтрино, его отличительные свойства и направление движения. Так, в 1987 году Super-Kamiokande зарегистрировал частицы, порожденные при вспышке сверхновой в соседней галактике – Большом Магеллановом Облаке, и положил начало нейтринной астрономии.

Впоследствии такие нейтринные телескопы стали строить на дне озер и даже морей. К примеру, самый крупный в Северном полушарии  – Baikal-GVD, построенный в 1998 году, находится под поверхностью озера Байкал. Но в одном таком детекторе было бы мало смысла, а потому все нейтринные телескопы Земли связаны в единую сеть. Baikal-GVD, например, работает вместе с IceCube, на Южном полюсе, а также c ANTARES и телескопами системы KM3NeT в Средиземном море. Благодаря открытию эффекта Вавилова – Черенкова астрофизики всего мира ведут напряженную совместную работу в ожидании новых сенсационных открытий, которые расскажут о первых секундах нашей Вселенной после Большого взрыва и ее дальнейшей эволюции.

Черенковское излучение можно наблюдать и внутри атомных реакторов или коллайдеров. Детекторы Черенкова позволяют регистрировать процессы, происходящие при столкновении разогнанных элементарных частиц, приближая человечество к пониманию того, из чего состоит и как работает вся материя во Вселенной.

Есть для эффекта Вавилова – Черенкова и более «земные» применения. Например, радиолучевая терапия раковых заболеваний, где изменение черенковского излучения позволяет определить, через какие именно ткани внутри человеческого тела проходит поток заряженных гамма-частиц. Это дает возможность с невероятной снайперской точностью бомбардировать раковые клетки радиацией, не затрагивая здоровые участки и снижая вред от процедуры до абсолютного минимума. Синий свет тут, конечно, уже не виден, что, впрочем, не отменяет возможность анализировать другие составляющие электромагнитной волны. Такой метод «прицеливания» был назван «черенкоскопией» и широко применяется в медицине по всему миру.

Эффект Вавилова – Черенкова освещает не только путь к новым научным открытиям. Например, обитателям дна Мирового океана он просто дает возможность видеть. Дело в том, что в морской воде растворен радиоактивный изотоп кальция, которые испускает быстрые электроны, вызывая тот самый синий свет там, куда солнечные лучи попросту не могут проникнуть. Благодаря этому у всех глубоководных рыб сохранились глаза и зрение, а свечение Вавилова – Черенкова для них буквально луч света в темном царстве.

Есть надежда, что как возлюбленные, которые смотрят не друг на друга, а в одном направлении, люди всего мира могут забыть о своих многочисленных разногласиях, разгадывая фундаментальные загадки Вселенной, в поисках Теории Всего или частицы Бога – бозона Хиггса. Все эти открытия и достижения могут стать реальными еще при нашей жизни благодаря упорству и гению русских ученых.