
核反应堆内切伦科夫光发出的蓝色光芒。
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这光速真空中是宇宙的绝对速度极限。根据爱因斯坦的工作,没有任何东西的速度会超过每秒 300,000 公里(每秒 186,000 英里),因为它需要无限的能量才能做到这一点。
然而,这并不意味着在适当的情况下,光的速度无法被击败,当这种情况发生时,就会发生一种称为“切伦科夫效应”的奇怪现象。例如,在水中,光速会减慢至每秒 200,000 公里(每秒 124,274 英里)。好吧,我们会勉强承认这仍然相当快,任何想要打破这个速度的粒子都需要 175 千电子伏特的能量。
有时确实会发生这种情况。 1934 年,苏联物理学家帕维尔·切伦科夫 (Pavel Cherenkov) 在用辐射轰击水后亲眼目睹了它发生的情况。水中发出蓝光,现在称为切伦科夫光或切伦科夫辐射。
他和同事伊尔贾·米哈伊洛维奇·弗兰克 (Il´ja Mikhailovich Frank) 和伊戈尔·叶夫根尼耶维奇·塔姆 (Igor Yevgenyevich Tamm) 弄清楚了造成这种奇怪光芒的原因:带电亚原子粒子的运动速度超过光速(在水中),产生类似于音爆,当(例如)飞机的飞行速度快于音速时就会发生这种情况。由于他们的工作,他们被授予 1958 年诺贝尔奖在物理学中。
现在,切伦科夫辐射的另一个很酷的事情是它有时会发生在你的大脑中。几十年来,接受癌症放射治疗的人们报告称,即使闭着眼睛,他们的眼睛也会闪烁蓝光。
2020年,研究人员使用称为 CDose 相机成像系统的技术,专门设计用于查看生物系统的光发射,以捕获光的图像。
这有助于证明这些报告是真实的,并提供了证据证明该光确实是切伦科夫光,这是一些争论的主题。
“当辐射束穿过眼睛时,玻璃体内就会产生光。我们的实时数据严格表明,产生的光量足以引起视觉感觉——这是文献中一直争论的话题。”第一作者 Irwin Tendler 在陈述当时。 “通过分析光谱成分,我们还表明这种发射可以归类为切伦科夫光。”