一說(shuō)宇宙中最快的速度，可能很多人就會(huì)馬上想到光速，因?yàn)闀?shū)上一直告訴我們，光速就是宇宙中最快的速度，所以宇宙中的距離單位都是以光速走一年的距離來(lái)計(jì)算的，而且“光速恒定”和“光速?zèng)]有辦法被超越”這種說(shuō)法也流傳了非常久的一段時(shí)間。那么為什么又有“超光速”的存在呢？
事實(shí)也證明，在地球上，在我們?nèi)粘Ｉ钪校拇_找不到有比光速更快的運(yùn)動(dòng)物體。問(wèn)題是，在生活沒(méi)有，不等于說(shuō)在茫茫宇宙中也不存在，比如現(xiàn)在大家都比較相信，宇宙仍然在不停膨脹，而且膨脹的速度遠(yuǎn)超光速。我們可以想象一下，在基本粒子世界里，會(huì)不會(huì)有超光速現(xiàn)象呢？其實(shí)世界上已知的幾種超光速現(xiàn)象分別有“宇宙大爆炸”、“脈沖星”、“黑洞”、“宇宙膨脹速度”、“量子糾纏效應(yīng)”等，還包括人類唯一觀測(cè)到的超光速現(xiàn)象“契倫科夫輻射”。
契倫科夫輻射所指的是在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)的物體，速度超過(guò)光在這個(gè)介質(zhì)中傳播的速度時(shí)，所發(fā)出來(lái)的一種以短波為主的電磁輻射，它是由前蘇聯(lián)屋里學(xué)家帕維爾·阿列克謝耶維奇·契倫科夫在1934年發(fā)現(xiàn)的，所以也取名為契倫科夫輻射，這種物理現(xiàn)象已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)80多年了，在1937年時(shí)，俄國(guó)的物理學(xué)家塔姆就已經(jīng)成功地解釋了契倫科夫輻射形成的原因，還因此獲得了1958年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
那么這種超光速的現(xiàn)象是如何產(chǎn)生的呢？首先大家都知道光在不同介質(zhì)中的傳播速度是不同的，比如說(shuō)光在水中的傳播速度就要大于它在玻璃中的傳播速度，后來(lái)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光在折射率約等于1.33的水中時(shí)，它的傳播速度只有在真空中的75%，在這樣一種情況下，電子的運(yùn)動(dòng)速度就有可能會(huì)超過(guò)光的傳播速度，而當(dāng)超過(guò)水中光速的粒子是帶電的時(shí)，契倫科夫輻射的現(xiàn)象就會(huì)產(chǎn)生。
和契倫科夫輻射類似的是超音速飛行器或子彈的音爆現(xiàn)象。由超音速物體產(chǎn)生的音波速度無(wú)法快到足以離開(kāi)物體，因此波“堆積”了起來(lái)，形成了一個(gè)震波波前。
由于輻射的強(qiáng)度和入射帶電粒子的速度存在著正比的關(guān)系，所以它對(duì)于短波長(zhǎng)的電池輻射強(qiáng)度比較高，契倫科夫輻射也會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色的光。不僅如此，從宇宙中進(jìn)入大氣層的一些高能粒子也有可能發(fā)生契倫科夫輻射，后來(lái)科學(xué)家們又設(shè)計(jì)出了能夠檢測(cè)輻射強(qiáng)度和方位的檢測(cè)器，從而探測(cè)出高能粒子，這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果在微中子的相關(guān)研究實(shí)驗(yàn)中，都有著廣泛的運(yùn)用。
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