Quando partículas leves e eletricamente carregadas movem-se em um meio com altos índices de refração, elas podem dar origem ao efeito Cherenkov.
O efeito Cherenkov é um fenômeno que surge quando uma partícula com carga elétrica move-se mais rápido que a luz em algum meio. Mas será que é possível para a matéria mover-se mais rápido que a velocidade da luz em algum meio? Se esse meio não for o vácuo, a resposta à pergunta é sim. Essa descoberta garantiu, em 1958, o prêmio Nobel para três físicos que conseguiram explicar um curioso fenômeno eletromagnético chamado efeito Cherenkov. Entre eles, está o seu descobridor, o físico russo Pavel Cherenkov.
Importância da refração para o efeito Cherenkov
Quando a luz se propaga através do vácuo, nenhuma “resistência” é oferecida a ela. No entanto, ao ser transmitida em meios como o ar ou a água, a luz sofre refração, o que acarreta uma diminuição na sua velocidade de propagação. Dessa forma e sob determinadas condições, é possível que algumas partículas de massas muito pequenas movam-se com velocidades maiores que a velocidade da luz. Quando isso acontece com partículas carregadas, um típico brilho azulado surge.
Esse brilho pode ser observado nos reatores de diversas usinas nucleares, que são geralmente imersos em água com o intuito de reduzir a temperatura deles. A refração da água é relativamente alta – nela, a luz propaga-se com cerca de 75% de sua velocidade máxima. Nesse caso, algumas partículas carregadas, tais como elétrons de alta energia, emitidas pelas reações de fissão nuclear, conseguem mover-se mais rapidamente que a luz naquelas regiões.
Efeito Cherenkov e as ondas de choque
O fenômeno da radiação Cherenkov é bastante similar ao estrondo sônico produzido pelas ondas de choque resultantes das velocidades supersônicas dos aviões militares. Essas aeronaves conseguem mover-se mais rápido que o próprio som naquele meio, deixando pra trás suas vibrações sonoras.
Existem partículas carregadas provenientes de diversas direções do universo denominadas raios cósmicos, que chegam à atmosfera terrestre com velocidades próximas à da luz. Sua entrada dá origem a um brilho fraco e azulado, o qual pode ser detectado com fotorreceptores, auxiliando na observação dessas partículas altamente energéticas. Além disso, alguns detectores de radiação Cherenkov são usados para fazer imagens de órgãos que acumulam drogas radioterápicas utilizadas no combate ao câncer por períodos maiores que os desejados, o que pode causar prejuízos aos tecidos próximos.