La velocidad de la luz en el vacío es una constante universal, c , o 186,000 millas por segundo. Sin embargo, cuando la luz viaja a través de un medio que no está vacío, los fotones interactúan con las otras partículas en su camino, disminuyendo la velocidad del fotón. Por ejemplo, en el agua, la luz viaja solo 0.75c, o 75% de la velocidad de la luz.
La radiación de Cherenkov se produce cuando una partícula cargada se mueve más rápido que la luz en un medio. Entonces, tomando un reactor nuclear como ejemplo, que está rodeado de agua de enfriamiento, las partículas cargadas se mueven a través del agua a más de 0.75c. Esto ocurre comúnmente en los reactores nucleares, ya que las partículas que se emiten del material radiactivo se disparan (o se descomponen ) a altas energías, por lo tanto, se mueven muy rápidamente.
A medida que la partícula cargada a alta velocidad (más comúnmente un electrón) se mueve a través del agua, interrumpe el campo electromagnético (EM) en el agua. Es decir, la partícula cargada excita (aumenta su estado de energía) los electrones del agua a medida que pasa. Para volver al equilibrio, los electrones excitados del agua liberan energía en forma de fotones , que forman la luz visible. Y debido a las propiedades de esta radiación, los fotones que ves son de frecuencias más altas (longitudes de onda más cortas). Cuanto más corta es la longitud de onda, más azul aparece la luz.
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Por eso brillan los reactores nucleares. Las partículas cargadas que emiten viajan a través del agua más rápido de lo que normalmente lo haría la luz. En circunstancias comunes, los fotones producidos de esta manera interferirían destructivamente entre sí y no se podría ver nada brillar. Sin embargo, cuando la partícula viaja más rápido que la luz en un medio, los fotones interfieren constructivamente , lo que resulta en un brillo brillante.
Otra forma de pensar en esto sería considerar un boom sónico. Un boom sónico ocurre porque el avión viaja más rápido que la velocidad del sonido en el aire. El boom sónico es una onda de choque causada por las ondas de sonido que se agrupan, ya que no pueden viajar más rápido que la parte delantera del avión. La radiación de Cherenkov es similar. La partícula cargada que viaja a través del agua crea una onda de choque de fotones, creando la luz brillante que observamos.