Vavilov — Cherenkov effekti, Cherenkov effekti, Vavilov — Cherenkov nurlanishi, Cherenkov nurlanishi — shaffof muhitda zaryadlangan zarrachaning shu muhitdagi yorug‘likning fazaviy tezligidan tezroq harakatlanishi natijasida yuzaga keladigan yorug‘lik taralishidir.

1958-yilda Pavel Cherenkov, Igor Tamm va Ilya Frank fizika bo‘yicha Nobel mukofotiga «Cherenkov effektini kashf etganlik va tushuntirib berganlik uchun» degan asos bilan sazovor bo‘ldilar.

Cherenkov nurlanishini qayd etuvchi detektorlar yuqori energiyalar fizikasida relyativistik zarralarni qayd etish, ularning tezligi va harakat yo‘nalishini aniqlash uchun keng qo‘llaniladi. Agar Cherenkov nurlanishini hosil qiluvchi zarralarning massasi ma’lum bo‘lsa, ularning kinetik energiyasini ham bevosita aniqlash mumkin.

1934-yilda P. A. Cherenkov S. I. Vavilov laboratoriyasida lyuminessensiyani suyuqliklarga ta’sir etuvchi gamma-nurlanish yordamida o‘rganar ekan, kelib chiqishi noma’lum bo‘lgan kuchsiz moviy nurlanishni aniqladi. Keyinchalik bu yorug‘lanish muhitdagi yorug‘likning fazaviy tezligidan tezroq harakatlanuvchi elektronlar tufayli yuzaga kelishi aniqlandi. Tez elektronlar gamma-nurlanish ta’sirida muhit atomlarining elektron qobiqlaridan urib chiqariladi.

S. I. Vavilov tashabbusi bilan Cherenkov o‘tkazgan dastlabki tajribalardayoq nurlanishning izohlash qiyin bo‘lgan bir qancha xususiyatlari aniqlandi: barcha shaffof suyuqliklarda yorug‘lanish kuzatiladi, uning yorqinligi esa suyuqliklarning kimyoviy tarkibi va tabiatiga juda kam bog‘liq. Nurlanish qutblangan bo‘lib, elektr vektorining asosiy yo‘nalishi zarralarning harakat yo‘nalishiga mos keladi. Shu bilan birga, lyuminessensiyadan farqli ravishda, harorat yoki aralashmalar ta’sirida so‘nish kuzatilmaydi. Ushbu ma’lumotlarga asoslanib, Vavilov muhim xulosaga keldi: aniqlangan hodisa lyuminessensiya emas, balki suyuqlik ichida tez harakatlanayotgan elektronlarning yorug‘lik chiqarishidir.

Bu nurlanishni birinchi bo‘lib S. I. Vavilov tushuntirishga urindi, ammo uning urinishi muvaffaqiyatsiz tugadi. Hodisaning to‘g‘ri nazariy izohi I. Ye. Tamm va I. M. Frank tomonidan 1937-yilda.

1958-yilda Cherenkov, Tamm va Frank fizika bo‘yicha Nobel mukofoti bilan «Cherenkov effektini kashf etganlik va tushuntirib berganlik uchun» taqdirlandilar. Manne Sigban Shvetsiya Qirollik fanlar akademiyasi vakili sifatida mukofot topshirish marosimidagi nutqida shunday dedi: «Hozir Cherenkov effekti deb ataladigan hodisaning kashf etilishi — nisbatan oddiy fizik kuzatuvga to‘g‘ri yondashish muhim kashfiyotlarga olib kelishi va keyingi tadqiqotlar uchun yangi yo‘llar ochishi mumkinligining qiziqarli namunasidir».

Nisbiylik nazariyasiga ko‘ra, hech bir moddiy jism, jumladan, yuqori energiyali tezkor elementar zarralar ham vakuumdagi yorug‘lik tezligidan yuqori tezlikda harakatlana olmaydi.

Biroq optik jihatdan shaffof muhitlarda tez harakatlanuvchi zaryadlangan zarralarning tezligi shu muhitdagi yorug‘likning fazaviy tezligidan yuqori bo‘lishi mumkin. Darhaqiqat, muhitda yorug‘likning fazaviy tezligi ${\displaystyle c_m}$ vakuumdagi yorug‘lik tezligi ${\displaystyle c}$ ni muhitning sindirish ko‘rsatkichiga bo‘lish orqali topiladi; sindirish ko‘rsatkichi ${\displaystyle n}$: ${\displaystyle c_m=c/n}$. Masalan, suvning sindirish ko‘rsatkichi 1,33 ga teng, turli xildagi optik shishalarning sindirish ko‘rsatkichlari esa 1,43 dan 2,1 gacha. Shunga muvofiq, bunday muhitlarda yorug‘likning fazaviy tezligi vakuumdagi yorug‘lik tezligining 50—75 % ini tashkil etadi. Shu sababli relyativistik zarralar, ya’ni tezligi vakuumdagi yorug‘lik tezligiga yaqin zarralar, bunday muhitlarda yorug‘likning fazaviy tezligidan tezroq harakatlanishi mumkin.

Cherenkov nurlanishining yuzaga kelishi zarba to‘lqinining Max konusi shaklida hosil bo‘lishiga o‘xshaydi. Bunday to‘lqin gaz yoki suyuqlikda tovushdan tez harakatlanayotgan jism tufayli yuzaga keladi. Masalan, havoda tovushdan tez uchuvchi samolyot yoki o‘q ortida konussimon zarba to‘lqini paydo bo‘ladi.

Bu hodisani Gyuygens to‘lqinlari bilan qiyoslab tushuntirish mumkin. Tez harakatlanayotgan zarraning yo‘li bo‘ylab har bir nuqtadan muhitdagi yorug‘lik tezligida tarqaluvchi sferik yorug‘lik to‘lqini fronti hosil bo‘ladi. Har bir keyingi sferik to‘lqin zarra harakat yo‘lining navbatdagi nuqtasidan tarqaladi. Zarra muhitdagi yorug‘likning tarqalish tezligidan tezroq harakatlansa, yorug‘lik to‘lqinlaridan o‘zib ketadi. Zarra joylashgan nuqtadan sferik to‘lqin frontlariga o‘tkazilgan urinma to‘g‘ri chiziqlar majmui doiraviy konusni — to‘lqin frontini hosil qiladi. Bu Cherenkov nurlanishining to‘lqin frontidir.

Konus uchidagi burchak zarraning tezligi hamda muhitdagi yorug‘lik tezligiga bog‘liq:

${\displaystyle \sin \varphi =\frac{c}{n\cdot v_p},}$

bu yerda: ${\displaystyle \varphi }$ — konus uchidagi burchakning yarmi;

${\displaystyle c}$ — vakuumdagi yorug‘lik tezligi;

${\displaystyle v_p}$ — zarraning tezligi.

${\displaystyle n}$ — sindirish ko‘rsatkichi.

Shunday qilib, Cherenkov nurlanishi konusining ochilish burchagi orqali zarraning tezligini aniqlash mumkin. Ushbu burchak maxsus optik tizim yordamida o‘lchanadi. Relyativistik zarralarni aniqlovchi Cherenkov detektorlari aynan shu prinsip asosida ishlaydi.

• Keng tarqalgan tasavvurga ko‘ra, katta chuqurliklarda okean tubida mutlaq qorong‘ilik hukm suradi, chunki sirtga tushadigan yorug‘lik u yerlargacha yetib bormaydi. Biroq bu tasavvur noto‘g‘ri. Okean suvidagi radioaktiv izotoplarning, xususan, kaliy-40 izotopining parchalanishi natijasida, hatto katta chuqurliklarda ham suv Vavilov — Cherenkov effekti tufayli kuchsiz yorug‘lanadi. Ba’zi farazlarga ko‘ra, chuqur suvda yashovchi jonzotlarning katta ko‘zlari aynan shunday zaif yorug‘likda ko‘rish uchun zarur.
• Zarra chiqaradigan nurlanishni hosil qilishga uning kinetik energiyasi sarflanadi, shuning uchun nurlanish davomida zarraning tezligi kamayadi.

• Vavilov S. I. Yorug‘lanishning yangi turi // Pravda : gazeta. — 1945. — № 51 (9822) (1-mart).  — B. 2.