Czerenkov-Strahlung

Czerenkov-Strahlung bezeichnet das charakteristische bläuliche Leuchten, das entsteht, wenn ein geladenes Teilchen sich in einem Medium schneller bewegt als das Licht in eben diesem Medium. Benannt ist das Phänomen nach dem sowjetischen Physiker Pavel Aleksejewitsch Tscherenkow (in westlicher Transliteration oft Cherenkov oder Czerenkov), der es 1934 systematisch untersuchte und 1958 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet wurde.

Das Licht ist in Materie stets langsamer als im Vakuum. In Wasser beträgt die Lichtgeschwindigkeit zum Beispiel nur rund 75 Prozent des Vakuumwerts von etwa 299.792 km/s. Hochenergetische Teilchen, wie sie bei kosmischen Strahlen oder in Kernreaktoren auftreten, können diese Grenze in einem Medium überschreiten. Dabei erzeugen sie eine koherente elektromagnetische Stoßwelle - analog zum akustischen Machschen Kegel eines Überschallflugzeugs.

In der Astronomie und Teilchenphysik hat die Czerenkov-Strahlung große praktische Bedeutung. Gammastrahlen-Teleskope wie H.E.S.S. in Namibia oder das Cherenkov Telescope Array nutzen das Prinzip der atmosphärischen Czerenkov-Technik: Hochenergetische Gammaphotonen aus dem Weltall erzeugen beim Eintritt in die Erdatmosphäre Schauer sekundärer Teilchen, die ihrerseits Czerenkov-Leuchten erzeugen. Dieses sehr kurze Lichtblitzen lässt sich mit Spiegelteleskopen auffangen und zur Rekonstruktion der Richtung und Energie der Ausgangsstrahlung verwenden - womit sich Quellen sehr hochenergetischer kosmischer Gamma-Strahlung kartieren lassen.