De la radiación Cherenkov

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De la radiación Cherenkov

Los científicos que trabajan con la radioactividad en sus inicios, alrededor de 1900, se dieron cuenta de que emanaba una débil luz azulada de las sustancias transparentes, especialmente líquidos, que se encontraban cerca de sus fuentes radioactivas. El extraño fenómeno era un misterio, pero no tanto como la radioactividad misma por lo que, si bien suscitó algún comentario, no se investigó en ese momento.

El efecto tomó su nombre de Pável Alekséyevich Cherenkov quien, mientras estudiaba la luminiscencia en 1934, encontró que los líquidos transparentes excitados por rayos gamma de una fuente de radio (el elemento) emitían una débil luz azul. El examen exhaustivo del espectro, permanencia y polarización de esta emisión convenció a Cherenkov de que el fenómeno no era luminiscencia sino un nuevo tipo de radiación.

Un colega de Cherenkov, Serguéi Ivánovich Vavílov, sugirió que eran los electrones arrancados de los átomos por los rayos gamma los que estarían provocando la radiación, lo que llevó a Cherenkov a realizar nuevos experimentos que demostraron que la mayor parte de la emisión se hacía en la dirección de la trayectoria de las partículas que la producían.

Ígor Yevguénievich Tamm e Iliá Mijáilovich Frank explicaron el fenómeno en 1937 como una consecuencia de la electrodinámica clásica: una partícula cargada, como el electrón, viajando a través de un medio más rápido que la velocidad de fase de la luz en ese medio emitirá radiación en una dirección bien definida; sería el análogo a la explosión sónica que se produce cuando un avión supera la barrera del sonido.

Cherenkov, Tamm y Frank compartieron el premio Nobel de 1958 por este trabajo. Vavílov había muerto en 1951.

La radiación Cherenkov llegó a tener cierta popularidad en forma de imágenes de las piscinas reactores nucleares, en las que las barras de combustible nuclear provocan un resplandor azul en el agua de refrigeración.

Encontró su aplicación científica en los detectores de los experimentos de alta energía en los aceleradores de partículas. El efecto Cherenkov convertía las partículas en luz y ofrecía, por tanto, una forma de detectarlas y contarlas usando fotomultiplicadores en combinación con circuitos electrónicos lógicos. No sólo eso, como la radiación que surgía estaba colimada y, dado que el ángulo de emisión dependía sólo del vector velocidad de la partícula incidente y el índice de refracción del medio, la radiación de Cherenkov también proporcionaba la celeridad (módulo de la velocidad) y la dirección de las partículas de alta energía. Los detectores Cherenkov figurarían en varios descubrimientos importantes de la física de partículas posteriores a la Segunda Guerra Mundial como el descubrimiento del antiprotón y, en la actualidad, se usan en experimentos de detección de neutrinos como Super-Kamiokande.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

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