Cherenkov বিকিরণ হল একটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিক্রিয়া যা ঘটে যখন চার্জযুক্ত কণাগুলি একই মাধ্যমের আলোর একই ফেজ সূচকের চেয়ে বেশি গতিতে একটি স্বচ্ছ মাধ্যমের মধ্য দিয়ে যায়। পানির নিচের পারমাণবিক চুল্লির বৈশিষ্ট্যগত নীল আভা এই মিথস্ক্রিয়ার কারণে।
ইতিহাস
বিকিরণটির নামকরণ করা হয়েছে সোভিয়েত বিজ্ঞানী পাভেল চেরেনকভ, ১৯৫৮ সালে নোবেল পুরস্কার বিজয়ীর নামে। তিনিই প্রথম 1934 সালে একজন সহকর্মীর তত্ত্বাবধানে পরীক্ষামূলকভাবে এটি আবিষ্কার করেছিলেন। তাই, এটি ভ্যাভিলভ-চেরেনকভ প্রভাব নামেও পরিচিত।
একজন বিজ্ঞানী পরীক্ষা করার সময় পানিতে একটি তেজস্ক্রিয় ওষুধের চারপাশে একটি ক্ষীণ নীল আলো দেখেছেন। তার ডক্টরাল গবেষণামূলক গবেষণাটি ছিল ইউরেনিয়াম লবণের দ্রবণের আলোকসজ্জার উপর, যা সাধারণত করা হয় কম শক্তিমান দৃশ্যমান আলোর পরিবর্তে গামা রশ্মি দ্বারা উত্তেজিত হয়। তিনি অ্যানিসোট্রপি আবিষ্কার করেন এবং উপসংহারে আসেন যে এই প্রভাবটি ফ্লুরোসেন্ট ঘটনা নয়।
চেরেনকভের তত্ত্ববিকিরণ পরে বিজ্ঞানীর সহকর্মী ইগর ট্যাম এবং ইলিয়া ফ্রাঙ্ক দ্বারা আইনস্টাইনের আপেক্ষিকতা তত্ত্বের কাঠামোর মধ্যে বিকশিত হয়েছিল। তারা 1958 সালের নোবেল পুরস্কারও পেয়েছিলেন। ফ্র্যাঙ্ক-টাম সূত্রটি প্রতি ইউনিট ফ্রিকোয়েন্সি প্রতি একক দৈর্ঘ্য ভ্রমণ করে বিকিরণিত কণা দ্বারা নির্গত শক্তির পরিমাণ বর্ণনা করে। এটি পদার্থের প্রতিসরণকারী সূচক যার মধ্য দিয়ে চার্জটি চলে যায়।
চেরেনকভ বিকিরণ একটি শঙ্কু তরঙ্গফ্রন্ট হিসাবে তাত্ত্বিকভাবে ইংরেজি পলিম্যাথ অলিভার হেভিসাইড দ্বারা 1888 এবং 1889 সালের মধ্যে প্রকাশিত গবেষণাপত্রে এবং আর্নল্ড সোমারফেল্ড দ্বারা 1904 সালে প্রকাশিত হয়েছিল। মেরি কুরি 1910 সালে রেডিয়ামের একটি উচ্চ ঘনীভূত দ্রবণে ফ্যাকাশে নীল আলো দেখেছিলেন, কিন্তু বিস্তারিতভাবে যাননি। 1926 সালে, লুসিয়েনের নেতৃত্বে ফরাসি রেডিওথেরাপিস্টরা রেডিয়ামের উজ্জ্বল বিকিরণ বর্ণনা করেছিলেন, যার একটি অবিচ্ছিন্ন বর্ণালী রয়েছে।
শারীরিক উৎপত্তি
যদিও ইলেক্ট্রোডায়নামিক্স বিবেচনা করে যে ভ্যাকুয়ামে আলোর গতি একটি সার্বজনীন ধ্রুবক (C), যে হারে আলো একটি মাধ্যমে প্রচারিত হয় তা C-এর চেয়ে অনেক কম হতে পারে। পারমাণবিক বিক্রিয়ার সময় এবং কণার ত্বরণে গতি বাড়তে পারে।. এটি এখন বিজ্ঞানীদের কাছে স্পষ্ট যে চেরেনকভ বিকিরণ ঘটে যখন একটি চার্জযুক্ত ইলেক্ট্রন একটি অপটিক্যালি স্বচ্ছ মাধ্যমের মধ্য দিয়ে যায়৷
সাধারণ সাদৃশ্য হল একটি অতি-দ্রুত বিমানের সোনিক বুম। এই তরঙ্গগুলি, প্রতিক্রিয়াশীল দেহ দ্বারা উত্পন্ন হয়,সংকেত নিজেই গতিতে প্রচার. কণাগুলি একটি চলমান বস্তুর চেয়ে ধীরে ধীরে বিচ্যুত হয় এবং এটির সামনে অগ্রসর হতে পারে না। পরিবর্তে, তারা একটি প্রভাব ফ্রন্ট গঠন. একইভাবে, একটি চার্জযুক্ত কণা যখন কোনো মাধ্যমের মধ্য দিয়ে যায় তখন একটি হালকা শক ওয়েভ তৈরি করতে পারে।
এছাড়াও, যে গতি অতিক্রম করতে হবে তা একটি ফেজ গতি, একটি গ্রুপ গতি নয়। একটি পর্যায়ক্রমিক মাধ্যম ব্যবহার করে পূর্বেরটিকে ব্যাপকভাবে পরিবর্তন করা যেতে পারে, এই ক্ষেত্রে কেউ ন্যূনতম কণার বেগ ছাড়াই Cherenkov বিকিরণও পেতে পারে। এই ঘটনাটি স্মিথ-পারসেল প্রভাব নামে পরিচিত। একটি আরও জটিল পর্যায়ক্রমিক মাধ্যমে, যেমন একটি ফোটোনিক ক্রিস্টাল, অন্যান্য অনেক অস্বাভাবিক প্রতিক্রিয়াও পাওয়া যেতে পারে, যেমন বিপরীত দিকে বিকিরণ।
চুল্লীতে কি হয়
তাত্ত্বিক ভিত্তির উপর তাদের মূল কাগজপত্রে, ট্যাম এবং ফ্রাঙ্ক লিখেছেন: "চেরেঙ্কভ বিকিরণ একটি অদ্ভুত প্রতিক্রিয়া যা দৃশ্যত কোনো সাধারণ প্রক্রিয়া দ্বারা ব্যাখ্যা করা যায় না, যেমন একটি একক পরমাণু বা বিকিরণকারীর সাথে একটি দ্রুত ইলেকট্রনের মিথস্ক্রিয়া অন্যদিকে, এই ঘটনাটিকে গুণগত এবং পরিমাণগতভাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, যদি আমরা এই সত্যটিকে বিবেচনা করি যে একটি মাধ্যমের মধ্যে চলমান একটি ইলেকট্রন আলো নির্গত করে, এমনকি যদি এটি সমানভাবে চলে, তবে শর্ত থাকে যে এর গতি তার চেয়ে বেশি হয় হালকা।"
তবে, Cherenkov বিকিরণ সম্পর্কে কিছু ভুল ধারণা আছে। উদাহরণস্বরূপ, এটি বিবেচনা করা হয় যে মাধ্যমটি কণার বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দ্বারা মেরুকৃত হয়। যদি পরেরটি ধীরে ধীরে চলে, তাহলে আন্দোলনটি ফিরে আসেযান্ত্রিক ভারসাম্য। যাইহোক, যখন অণুটি যথেষ্ট দ্রুত গতিতে চলে, তখন মাধ্যমটির সীমিত প্রতিক্রিয়া গতির অর্থ হল ভারসাম্য বজায় থাকে এবং এতে থাকা শক্তি একটি সুসংগত শক ওয়েভের আকারে বিকিরণ হয়।
এই ধরনের ধারণার কোনো বিশ্লেষণাত্মক যৌক্তিকতা নেই, যেহেতু চার্জযুক্ত কণাগুলো সাবলুমিনাল গতিতে সমজাতীয় মাধ্যমে চলে গেলে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক রেডিয়েশন নির্গত হয়, যেটিকে চেরেঙ্কভ বিকিরণ হিসেবে বিবেচনা করা হয় না।
বিপরীত ঘটনা
চেরেনকভ প্রভাব একটি নেতিবাচক সূচক সহ ধাতব পদার্থ নামক পদার্থ ব্যবহার করে প্রাপ্ত করা যেতে পারে। অর্থাৎ, একটি সাবওয়েভেলংথ মাইক্রোস্ট্রাকচার সহ, যা তাদের একটি কার্যকর "গড়" সম্পত্তি দেয় যা অন্যদের থেকে খুব আলাদা, এই ক্ষেত্রে একটি নেতিবাচক অনুমতি রয়েছে। এর মানে হল যে যখন একটি চার্জযুক্ত কণা ফেজ বেগের চেয়ে দ্রুত একটি মাধ্যমের মধ্য দিয়ে যায়, তখন এটি সামনের দিক থেকে এটির মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় থেকে বিকিরণ নির্গত করবে।
অ-মেটামেটারিয়াল পর্যায়ক্রমিক মিডিয়াতে একটি বিপরীত শঙ্কু দিয়ে চেরেঙ্কভ বিকিরণ পাওয়াও সম্ভব। এখানে, গঠনটি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সমান স্কেলে, তাই এটিকে কার্যকরভাবে সমজাতীয় মেটামেটেরিয়াল হিসেবে বিবেচনা করা যায় না।
বৈশিষ্ট্য
ফ্লুরোসেন্স বা নির্গমন স্পেকট্রার বিপরীতে, যার বৈশিষ্ট্যযুক্ত শিখর রয়েছে, চেরেনকভ বিকিরণ অবিচ্ছিন্ন। দৃশ্যমান আলোর চারপাশে, প্রতি ইউনিট ফ্রিকোয়েন্সি আপেক্ষিক তীব্রতা প্রায়তার সমানুপাতিক। অর্থাৎ উচ্চতর মান আরও তীব্র।
এই কারণেই দৃশ্যমান চেরেনকভ বিকিরণ উজ্জ্বল নীল। প্রকৃতপক্ষে, বেশিরভাগ প্রক্রিয়া অতিবেগুনী বর্ণালীতে হয় - শুধুমাত্র পর্যাপ্ত ত্বরিত চার্জের সাথে এটি দৃশ্যমান হয়। মানুষের চোখের সংবেদনশীলতা সবুজে সর্বোচ্চ এবং বর্ণালীর বেগুনি অংশে খুবই কম।
পারমাণবিক চুল্লি
Cherenkov বিকিরণ উচ্চ-শক্তি চার্জযুক্ত কণা সনাক্ত করতে ব্যবহৃত হয়। পারমাণবিক চুল্লির মতো ইউনিটগুলিতে, বিটা ইলেকট্রন বিদারণ ক্ষয় পণ্য হিসাবে মুক্তি পায়। শৃঙ্খল বিক্রিয়া বন্ধ হয়ে যাওয়ার পরেও উজ্জ্বলতা অব্যাহত থাকে, স্বল্পস্থায়ী পদার্থের ক্ষয় হওয়ার কারণে ম্লান হয়ে যায়। এছাড়াও, Cherenkov বিকিরণ ব্যয় করা জ্বালানী উপাদানগুলির অবশিষ্ট তেজস্ক্রিয়তা চিহ্নিত করতে পারে। এই ঘটনাটি ট্যাঙ্কে পারমাণবিক জ্বালানির উপস্থিতি পরীক্ষা করতে ব্যবহৃত হয়।
