Rychlejší než světlo – existuje nadsvětelná rychlost?

23. 10. 2017 8:00:32
Rychlost světla je limitující rychlostí. Žádná informace se nemůže pohybovat rychleji než světlo ve vakuu. Přesto existují podmínky, kdy mohou mít částice hmoty nadsvětelnou rychlost. (délka blogu 5 min.)

Ultimativní rychlost šíření informace

Nejvyšší rychlost, jakou se může informace v našem vesmíru pohybovat z bodu A do bodu B. I tak bychom mohli definovat rychlost světla. Tato definice se týká informace, která se pohybuje ve vakuu. Tento nepatrný detail vede k zajímavému jevu. V jiném prostředí se může informace (například částice) za určitých podmínek opravdu pohybovat rychleji než světlo. Nepopírá tím sice fyzikální zákony, zato způsobuje zajímavý jev, kterému se říká Čerenkovovo záření.

Rychlejší než světlo

Jedním z míst, kde se dají pozorovat částice, rychlejší než světlo, je jaderná elektrárna.

Najdete je v bazénech, ve kterých se skladují vyhořelé palivové tyče. V tyčích probíhá radioaktivní rozpad, který bývá doprovázen uvolňováním různých částic záření. Jedním z druhů uvolněných částic jsou elektrony. Některé z nich nesou opravdu vysokou energii. Vysoká energie má, jak je známo, za následek vysokou rychlost částic.

Elektrony, které opouštějí materiál tyčí, musí mít energii vyšší, než 0,26 MeV, aby byly stejně rychlé jako světlo ve vodě - 225 000 000 m/s. Všechny rychlejší elektrony se pak se ve vodní lázni logicky pohybují nadsvětelnou rychlostí. Přitom jsou zároveň pomalejší než světlo ve vakuu (299 792 458 m/s). Dokonce ani tyto elektrony, které se ve vodě pohybují nadsvětelnou rychlostí, tak nepopírají platné fyzikální zákony.

Co je to vlastně Čerenkovovo záření?

Čerenkovovo záření je způsobeno elektrickou polarizací atomů media (tedy například vody). Způsobuje ji virtuální fotonové pole příslušné rychle se pohybující částice.

...

Každý z nově vzniklých dipólů je sám zdrojem elektromagnetického záření. Překrývání amplitud záření dipólů vede běžně k výsledku, které se rovná nule. Pokud se ale částice pohybuje nadsvětelnou rychlostí, mohou se amplitudy vzniklých dipólů vzájemně skládat tak, že výsledek už není roven nule – a záření se stává pozorovatelným.

Čerenkovovo záření se dá zjednodušeně přirovnat k rázové vlně, kterou v atmosféře vyvolává letící nadzvukové letadlo.

Čerenkovovo záření jako zdroj vědeckého poznání

Čerenkovovo záření se ale neomezuje na bazény jaderných elektráren. Dá se pozorovat také v naší atmosféře. Částice kosmického záření, které se v meziplanetárním prostoru pohybují podsvětelnou rychlostí, se vniknutím do pozemské atmosféry najednou stávají nadsvětelnými. Světlo se v atmosféře naší planety pohybuje pomaleji než ony. Částice, které se ponořily do naší atmosféry lokální nadsvětelnou rychlostí, vyvolávají krátké zablýsknutí, které se dá pozorovat speciálním teleskopem.

Takové záblesky trvají sice jen miliardtiny vteřiny, přesto dovolují určit například směr, ze kterého pronikly částice do naší atmosféry.

Tento jev se používá také k detekci neutrin. Neutrina, která se pohybují v materiálu detektoru nadsvětelnou rychlostí, vyvolávají krátké záblesky, které registruje příslušný přístroj.

Nadsvětelná rychlost tedy opravdu existuje! I když trošku jinak, než si představují autoři sci-fi literatury. Jedná se o rychlost ve specifickém prostředí, kde je světlo jednoduše pomalejší, než rychlost zkoumané částice. Rychlost světla ve vakuu zatím nikdo nepřekonal – a jak to vypadá, ještě dlouho nepřekoná.

Autor: Dana Tenzler | pondělí 23.10.2017 8:00 | karma článku: 27.00 | přečteno: 3226x

Další články blogera

Dana Tenzler

Čokoládoví velikonoční zajíčci

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, odkud se vlastně vzali velikonoční zajíčci a vajíčka z čokolády, kterých jsou před velikonocemi plné obchody? (délka blogu 3 min.)

18.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 19.67 | Přečteno: 287 | Diskuse

Dana Tenzler

První lidé, kteří přišli do Evropy - nové datování hornin

Nedávno proběhla médii zpráva o tom, že lidstvo začalo osídlovat Evropu z východu kontinentu. Jak ale vědci určili stáří vzorků? Na datování pomocí radioaktivních izotopů uhlíku totiž byly moc staré. (délka blogu 5 min.)

14.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 24.60 | Přečteno: 427 | Diskuse

Dana Tenzler

Umělé zatmění Slunce

ESA se chystá vytvořit (s pomocí dvou satelitů) první umělé zatmění Slunce. Nový převratný experiment na oběžné dráze Země. (délka blogu 3 min.)

11.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 18.23 | Přečteno: 266 | Diskuse

Dana Tenzler

Budoucnost života na Zemi (4) - vliv Měsíce

Poslední díl malého seriálu o budoucnosti života na Zemi. Může naši planetu zachránit vliv Měsíce? Shrnutí a statistika počítačových simulací. (délka blogu 3 min.)

6.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 20.92 | Přečteno: 283 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Čokoládoví velikonoční zajíčci

Blíží se Velikonoce. Napadlo vás někdy, odkud se vlastně vzali velikonoční zajíčci a vajíčka z čokolády, kterých jsou před velikonocemi plné obchody? (délka blogu 3 min.)

18.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 19.67 | Přečteno: 287 | Diskuse

Dana Tenzler

První lidé, kteří přišli do Evropy - nové datování hornin

Nedávno proběhla médii zpráva o tom, že lidstvo začalo osídlovat Evropu z východu kontinentu. Jak ale vědci určili stáří vzorků? Na datování pomocí radioaktivních izotopů uhlíku totiž byly moc staré. (délka blogu 5 min.)

14.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 24.60 | Přečteno: 427 | Diskuse

Dana Tenzler

Umělé zatmění Slunce

ESA se chystá vytvořit (s pomocí dvou satelitů) první umělé zatmění Slunce. Nový převratný experiment na oběžné dráze Země. (délka blogu 3 min.)

11.3.2024 v 8:00 | Karma článku: 18.23 | Přečteno: 266 | Diskuse

Martin Tuma

Matematický mozkolam s váhami

Nepravidelný občasník zaměření na občerstvení mozkových závitů v matematice. Neváhejte to zkusit, třeba v sobě objevíte netušený talent.

8.3.2024 v 12:55 | Karma článku: 10.36 | Přečteno: 493 | Diskuse

Rudolf Pekař

Praotec Ukrajinec? No a co?

Naděje a očekávání vyplývající z vědeckých objevů jsou něčím, co nás jako lidstvo posouvá vpřed. Nedávno objevené nejstarší pravěké lidské osídlení na území Evropy v západní Ukrajině je přesně takovým objevem.

7.3.2024 v 11:45 | Karma článku: 10.12 | Přečteno: 567 | Diskuse
Počet článků 959 Celková karma 20.23 Průměrná čtenost 1290

Zajímám se o přírodní vědy. Píšu o tom, co mě zaujalo při toulkách internetem. Vzhledem k občastým dotazům - ano, skutečně mám vzdělání. Ne, nebudu tu vypisovat všechny svoje tituly, knihy a vědecké práce. Tenhle blog provozuji ve svém volném čase pro radost. 

Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého - je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům. 

Nutný výchovný pohlavek, souhlasí Bouček i Havlová s přerušením projevu na Lvu

Moderátor Libor Bouček ostře zareagoval na kauzu ohledně délky proslovu režisérky Darji Kaščejevové na předávání cen...

Švábi, vši a nevychované děti. Výměna manželek skončila už po pěti dnech

Nová Výměna manželek trvala jen pět dní, přesto přinesla spoustu vyhrocených situací. Martina ze Znojma se pokoušela...

Vyzkoušeli jsme podvod z Aliexpressu. Může vás přijít draho, i po letech

Nakoupili jsme na Aliexpressu a pěkně se spálili. Jednu USB paměť, dvě externí SSD a jeden externí HDD. Ve třech...

Chtěli, abych se vyspala s Baldwinem kvůli jeho výkonu, říká Sharon Stone

Herečka Sharon Stone (66) jmenovala producenta, který jí řekl, aby se vyspala s hercem Williamem Baldwinem (61). Měla...

Konec nadvlády programátorů. Pozic ubývá, na jednu se hlásí stále víc lidí

Premium Ochota firem splnit uchazečům skoro jakýkoli požadavek a velmi nízká konkurence. Tak by se ještě nedávno dala definovat...