¿Existe un equivalente del boom sónico para la luz?
Un boom sónico es una onda de choque que se propaga desde un avión u otro objeto que va más rápido que el sonido a través del aire (u otro medio). En vuelo subsónico, el aire se desvía suavemente alrededor de las alas. En el vuelo supersónico esto no puede suceder, porque el efecto de las alas del avión empujando el aire hacia adelante no puede viajar más rápido que el sonido. El resultado es un repentino cambio de presión u onda de choque que se propaga lejos de la aeronave en un cono a la velocidad del sonido.
Los objetos no pueden viajar más rápido que c , la velocidad de la luz en el vacío. Pero para la luz no hay éter que actúe como un medio empujado a un lado como el aire que es empujado por un avión. El resultado es que no existe un equivalente de un boom sónico para la luz que se mueve en el vacío.
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Pero la luz no siempre tiene que moverse en el vacío. Además, de hecho es posible que una partícula se mueva a través de un medio como el agua a una velocidad más rápida que la velocidad de la luz en ese medio, aunque no más rápido que la velocidad de la luz en el vacío.
Cuando una partícula cargada se mueve a través de un medio a una velocidad superior a la velocidad de la luz en ese medio, el medio produce una débil radiación. En el agua, por ejemplo, la partícula cargada excita las moléculas de agua, que luego vuelven a su estado normal emitiendo fotones de luz azul. Debido a que la partícula se mueve más rápido que la velocidad de la luz en el agua, puede desencadenar una cascada de fotones que están en fase entre sí y pueden interferir constructivamente para formar un resplandor azul visible.
Este efecto, conocido como radiación de Cherenkov, fue observado como un tenue resplandor azul por Pavel Cherenkov en 1934 cuando se le pidió que observara los efectos de la radioactividad en los líquidos. La explicación de la luz fue proporcionada por Ilya Franc e Igor Tamm. Es posible detectar la radiación de Cherenkov, ya que forma círculos en una superficie, y se puede usar para medir la velocidad y la dirección en la que viajaba la partícula. Por lo tanto, es un medio muy útil para estudiar los productos de colisiones de partículas y rayos cósmicos .
El resplandor azul en el agua que rodea los reactores nucleares es la radiación de Cherenkov. El agua está ahí para detener los neutrones; pero los neutrones no están cargados y, por lo tanto, no causan directamente la radiación. La radiación de Cherenkov en realidad proviene de partículas beta (electrones rápidos) emitidas por productos de fisión. Para la mayoría de los medios, la luz azul predomina sobre las longitudes de onda más largas.
Aunque la radiación de Cherenkov es de hecho un equivalente del boom sónico para la luz, existen algunas diferencias esenciales entre este y un boom sónico real (para el sonido). Para el sonido, la onda de choque es un efecto no lineal de la propagación del sonido, mientras que para la luz, la propagación de la onda es siempre lineal. Los medios por los cuales se generan las ondas también difieren para el sonido y la luz.
FUENTE: http://maths.ucr.edu
