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riflessioni
Effetto Cˇerenkov:

onde d’urto luminose

La luce Cˇerenkov viene emessa quando

una particella carica si muove in un mezzo
L’effetto Cˇerenkov porta il nome del suo scopritore,
a velocità superiore a quella che la luce Pavel alekseevicˇ Cˇerenkov, un isico russo che nel
1934 osservò per la prima volta una luce blu diffusa

avrebbe nello stesso mezzo.
proveniente da una bottiglia riempita d’acqua che
veniva sottoposta a bombardamento da radiazione.
Questo avviene perché la particella carica, L’interpretazione isica del fenomeno venne poi data

nell’attraversare il mezzo, polarizza
da altri due isici russi, il’ja michajlovicˇ Frank e igor
eugen’evicˇ tamm, con i quali Cˇerenkov condivise
le molecole che lo compongono
il premio nobel nel 1958. La luce Cˇerenkov viene
emessa quando una particella carica si muove

in un mezzo a velocità superiore a quella che la
L’uso di telescopi per l’osservazione della luce luce avrebbe nello stesso mezzo. Questo avviene
Čerenkov è attualmente la tecnica che fra le due perché la particella carica, nell’attraversare il

ha dato i migliori risultati in termini di sensi- mezzo, polarizza le molecole che lo compongono.
Le molecole successivamente ritornano alla loro
bilità e risoluzione angolare. Infatti usando più posizione di riposo e nel far questo emettono un
telescopi contemporaneamente si può usare la impulso elettromagnetico. Se la particella si muove

tecnica stereoscopica per ricostruire la direzio- a velocità superiore a quella della luce nel mezzo,
gli impulsi delle molecole che vengono polarizzate
ne del fotone primario [vedi Fig. 5]. Questi tele- lungo il suo cammino si accumulano in un’onda del
scopi, con un’area efficace tipica dell’ordine del
tutto simile ad un’onda d’urto, formando un fronte
km2, possono vedere, in linea di principio, tutte d’onda a forma di cono lungo l’asse della traiettoria.
L’ampiezza caratteristica del cono di luce è tale che
le energie > 100 GeV, ma di fatto non superano di per il semi-angolo di apertura vale Cos() = c/(nv),
molto i 100 TeV perché oltre questa soglia nuo- θ
dove c è la velocità della luce nel vuoto, n l’indice di
vamente il flusso di fotoni gamma cala drastica- rifrazione del mezzo e v la velocità della particella.
in mezzi come l’aria e l’acqua l’indice di rifrazione
mente e sarebbero necessarie aree efficaci anco-
ra più grandi. La tecnica Čerenkov ha raggiunto è tale che la luce assume un particolare colore blu.
L’esempio classico è la luce blu visibile nei reattori
la sua maturità nei primi anni del 2000, con la
nucleari cosiddetti “a piscina”.

Figura 5 – Schema
di ricostruzione
stereoscopica della
posizione di una
sorgente. Il fotone
gamma primario
produce uno sciame di
particelle secondarie

in aria, le quali
producono a loro
volta un cono di luce
Cˇerenkov osservabile
con i telescopi di tipo
IACT. Le immagini
dello sciame di forma
ellissoidale ottenute
da diversi telescopi
(rappresentate a
destra) vengono
poi combinate per
tracciare l’origine del

fotone primario. Questa
tecnica permette
di raggiungere la
precisione di alcuni
minuti d’arco.

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