チェレンコフ光の青い光

質問

スーパーカミオンデ水槽内では、チェレンコフ光の青い光が発生しますよね。これはニュートリノが陽子に衝突して電子が高速で壁面のセンサー方向に飛び出すため、赤方偏移の正反対、青方偏移が起こるからですか。基礎科学の質問ですみません。

回答No.1

Nakay702 · ベストアンサー

以下のとおりお答えします。

＞スーパーカミオンデ水槽内では、チェレンコフ光の青い光が発生しますよね。これはニュートリノが陽子に衝突して電子が高速で壁面のセンサー方向に飛び出すため、赤方偏移の正反対、青方偏移が起こるからですか。
⇒「基礎科学の質問」どころか、大変高度な問題じゃないでしょうか！

つまり、このような状況下でチェレンコフ光が発生する機構は、十分な詳細が解明されてはいないように思われます。そこで、以下、『天文学事典』などを参照しながら、私の推測の経緯を申し上げます。

電子がニュートリノなどの他の粒子に押されて加速されると、その飛行速度は0.75cを越えて、限りなく１ｃに近づく。しかし、もちろん、１ｃに到達するべくもない。そのときにある種のエネルギー崩壊を起して、高速飛行の場からエネルギーのかけら（光子）がそぎ落とされる。その光子（電磁波）は、周囲との位相差を薄めるような変位ベクトルを受けて、紫外線から可視光へと変化する。その色が青っぽく見える、というような機序だと想像されます。なお、その際の青い光は、まず電子の飛行の後方に線状に放出されるが、瞬時に広がるので、視覚的には円錐状・ラッパ状に広がる形として知覚される。

以上、とりあえず個人的・推測的解釈によるご報告まで。

お礼

電子から光子が削ぎ落とされて青い光として観察されるのかもですね。円錐状な理由の解説にも感謝です。

光速に近い速度で電子が中性子から飛び出せる理由、エネルギーの源が何か、混乱しています。ニュートリノの質量は電子の100万分の１以下、運動エネルギー保存則を考慮すれば、光速のニュートリノ１粒が中性子に衝突しても、飛び出してくる電子は光速の100万分の１以下なのですよね…。前提が間違っていたらすみません。