fig.1 Cherenkovstrålning kring en kärnreaktor

Hej på er kära rymdnördar!

Idag kommer ett mycket spännande inlägg hörni. Jag tänkte prata lite om cherenkovstrålning, vilket förutom att vara supercoolt även råkar vara vad mitt gymnasiearbete kommer att handla om!

fig.2

Det flesta vet ju att ljusets hastighet i vakuum (299 792 458 m/s) är vad vi vet den snabbaste velociteten  någonting kan färdas i. Men i andra medium än vakuum är ljusets hastighet mycket långsammare, ungefär 225 000 000m/s i vatten till exempel. Detta innebär att partiklar kan åka snabbare än ljuset i ett visst medium, varpå en strålningskon bildas mot partikelns riktning enligt samma princip som en sonic boom (illustreras i fig.2). Detta är cherenkovstrålning, och den syns som ett blått ljus kring bland annat kärnreaktorer (se fig.1).

 

Japans egna neutrino-detektor: Super-Kamiokande!

Det coola med cherenkovstrålning är att man, genom att detektera strålningen, kan lokalisera specifika partiklar och till och med bestämma egenskaper hos de partiklar man detekterar. Cherenkov-fenomenet uppstår till exempel i jordens atmosfär, när högenergiska gamma-fotoner eller annan kosmisk strålning rör sig ner mot jorden.

Tack vare cherenkovdetektorer kan vi till viss del räkna ut vilken riktning artiklarna kom från, och hur mycket energi de bär på! Denna metoden är därav bland annat den viktigaste komponenten i sökandet efter den mystiska neutrinon, vilket bland annat är fallet i japans coola detektor Super-Kamiokande. Detta är en konstruktion lika stor som ett 15-våningar högt hus, gömd en kilometer under Mount Ikeno i Japan (för att inte andra partiklar än neutrinosarna ska detekteras). I den här enorma bägaren i guld finns det 50.000 ton ultra-rent vatten, så rent att det otåligt väntar på att få lösa upp ämnen i sig (underhållspersonal upplever till exempel alltid att det kliar ofantligt mycket i deras hårbottnar efter att de varit där inne, för att näringsämnen och mineraler från deras hår löser upp sig i vattnet). Eftersom neutrinos inte tappar farten av tätare medium, utan kan åka genom kilometer av stål utan att det påverkar deras velocitet, åker de snabbare än ljuset i vattnet! Detta vet vi ju nu skapar en sonic boom av strålning, cherenkovstrålning. För att fånga upp dem är hela super-kamiokande fullproppad med 11.000 ”photo multiplier tubes” som fångar upp ljuset och konverterar det till en elektrisk ström, vilken vi kan observera! 

Exakt vad mitt gymnasiearbete kommer handla om håller jag på ett tag till (det är tyvärr inte riktigt lika coolt som det man gör i Super-Kamiokande…), men det ska bli hur spännande som helst att lära mig ännu mer om cherenkovstrålning! Uppdateringar kommer.. ;)