Effet Vavilov-?erenkov - Définition
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Introduction
Mécanique quantique | ||||||||||||||
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L'effet Vavilov-Čerenkov est un phénomène similaire à une onde de choc, produisant un flash de lumière qui a lieu lorsqu'une particule chargée se déplace dans un milieu avec une vitesse supérieure à la vitesse de la lumière dans ce milieu (il faut garder à l'esprit que la vitesse de la lumière dans le vide est toujours supérieure à celle de la particule).
C'est cet effet qui provoque la luminosité bleue de l'eau entourant le cœur d'un réacteur nucléaire.
Terminologie
L'effet Vavilov-Čerenkov est ainsi nommé d'après les physiciens russes Sergey Vavilov et Pavel Čerenkov. Il est souvent nommé simplement effet Čerenkov, les travaux ayant été publiés sous le nom de Pavel Čerenkov uniquement, et parfois orthographié Tcherenkov (« à la française ») ou Cherenkov (en anglais)). On rencontre également plus rarement l'appellation effet Mallet-Čerenkov ou Čerenkov-Mallet, particulièrement en radioprotection en France, le français Lucien Mallet étant le premier à avoir travaillé sur le sujet — et contraint d'abandonner ses travaux faute de financement.
Historique
L’effet Tcherenkov était connu depuis les travaux de Marie Curie de 1910 montrant que l'eau soumise à une source radioactive produisait de la lumière. Jusqu'en 1926, l'explication admise était la fluorescence produite par des solutés. Mais entre 1926 et 1929, Lucien Mallet analysant plus profondément la question remarqua que le spectre lumineux produit était continu, alors que la fluorescence donne un spectre discret.
En outre, entre 1934 et 1937, Pavel Tcherenkov a prouvé que la radiation produite est indépendante de la composition du liquide, ce qui était en désaccord avec la théorie de la fluorescence.
Les recherches de Tcherenkov établissaient les propriétés générales de la radiation, mais ce sont Il'ja Frank et Igor Tamm qui décrirent cet effet de façon rigoureuse, en 1937, ce qui leur valu de partager avec Tcherenkov le prix Nobel de physique de 1958.
L’effet Tcherenkov joue un rôle capital dans la physique contemporaine. Il intervient dans la détection des particules (Observatoire de neutrinos de Sudbury, Antarctic Muon and Neutrino Detector Array, Super Kamiokande ou encore dans les accélérateurs de particules). Cette méthode est particulièrement simple et requiert très peu d’information pour pouvoir déduire la masse et la vitesse d’une particule. C’est pourquoi on la retrouve dans toutes les installations de physique subatomique.
Effet Tcherenkov dans l'espace
Les astronautes des missions Apollo s'étaient tous plaints de phosphènes lors de leurs missions. On découvrit que ces troubles visuels lumineux étaient dues à l'effet Tcherenkov de particules du vent solaire à l'intérieur du liquide oculaire des astronautes.
Dans son livre, "Sonate au clair de terre", le spationaute français Jean-Loup Chrétien indique que de tels phosphènes se produisent sur Terre, au rythme d'un ou deux par année pour une personne moyenne. Dans la station Mir, Chrétien en a vu quelques uns par jour…
