スーパーカミオンデで青い光が発生する理由

質問

ニュートリノが中性子に衝突すると電子が飛び出して、青いチェレンコフ光が発生するようです。理由は…
A. 飛び出す電子の初速が水中での光速を上回って、光（電磁波）を追い越すから。
B. 飛び出す電子が加速運動して、エネルギーを光（電磁波）として放出するから。
C. 飛び出す電子が曲線運動して、周辺の電磁場が変化させるから。
D. 飛び出す電子が減速運動して、余るエネルギーを光（電磁波）として放出するから。
E. 飛び出す電子が近隣の陽子とペアで電気双極子を形成し、電界曲線を発生させるから。
F. その他。

回答No.1

Nakay702 · ベストアンサー

以下のとおりお答えします。

ニュートリノが中性子に衝突すると電子が飛び出して、青いチェレンコフ光が発生する理由としては、
B. 飛び出す電子が加速運動して、エネルギーを光（電磁波）として放出するから。
だと思います。

理由の補充
チェレンコフ放射とは、荷電粒子が空気や水などの媒質中を運動するとき、荷電粒子の速度がその媒質中を進む光速度よりも速い場合に光が放射される現象です。つまり、荷電粒子が媒質中を通過すると、物質の局所的電磁場が乱されますが、その際媒質の原子中の電子は通過する荷電粒子の場によって動かされ、いわゆる「偏極」現象が発生することになります。場の乱れが通過したあと、電子が再び平衡状態に戻ろうとするときに光子が放出されるわけです。通常の場合放射は検出されませんが、場の乱れがその物質中の光速を超えて伝播するとき、光子が干渉し合い、観測される放射が増幅されます。チェレンコフ放射は、しばしば飛行機や弾丸が超音速で移動するときに発生するソニックブームに喩えられるそうです。超音速の物体によって発生する音波は、十分な速度がないため物体自身から離れることができません。そのため音波は蓄積されて衝撃波面が形成されることになります。同じようにして、荷電粒子も媒質中を通過するときに光子の衝撃波が生成される、という構図です。

以上、その筋の文献から抜粋引用しながらまとめた説明でした。詳しくは、《https://ja.wikipedia.org/wiki/チェレンコフ放射》をご参照ください。