Tscherenkow-Strahlung

Tscherenkow-Strahlung entsteht, wenn sich Teilchen in einem Material schneller als das Licht in diesem Material bewegen.

Schneller als Licht? Dass nichts schneller sein kann als Licht, gilt nämlich nur im Vakuum. In dichteren Stoffen – wie beispielsweise Wasser – kann Licht von Teilchen überholt werden. Elektrisch geladene Teilchen erzeugen dann Tscherenkow-Strahlung: Wie bei einem Überschallflugzeug, das die Schallmauer durchbrochen hat, entsteht ein Überlichtkegel.

Wie kommt es zur Tscherenkow-Strahlung?

Durchfliegt ein elektrisch geladenes Teilchen Materie, so werden deren Atome zu elektrischen (Dipol-)Schwingungen angeregt: Die Atome strahlen entlang ihrer gesamten Bahn elektromagnetische Wellen ab. Wenn nun die Geschwindigkeit des erregenden Teilchens kleiner ist als die des Lichts, heben sich die Wellen gegenseitig auf. Überlichtschnelle Teilchen bringen diese Rechnung jedoch durcheinander: Unter dem Strich bleibt die Tscherenkow-Strahlung übrig.

Anhand der Tscherenkow-Strahlung ist es möglich, Teilchen zu identifizieren. Dies geschieht mithilfe so genannter Tscherenkow-Detektoren.

Wie weit ist der Tscherenkow-Kegel?

Für den Öffnungswinkel a eines Tscherenkow-Kegels gilt: sin(a)=c’/v, wobei c’ die Lichtgeschwindigkeit im Medium ist und v die Geschwindigkeit des Teilchens.