Вбивча здатність синього світла. Черенкова-вавилова випромінювання

Британська та американська робочі групи 10 років тому вже довели про наявність фотопігменту в оці людини. Він сигналізує організму, настав день чи ніч, літо чи зима. Фото-пігмент реагує, зокрема, на синє світло. Синє світло показує організму начебто це день – треба не спати.

Підвищення та зниження показників мелатоніну регулюється кількістю світла, яке захоплюють наші очі та передають у шишкоподібну залозу (епіфіз). Коли темніє, вироблення мелатоніну в епіфізі збільшується і нам хочеться спати. Яскраве освітлення гальмує синтез мелатоніну, сон як рукою знімає.

Найсильніше вироблення мелатоніну пригнічується світлом із довжиною хвилі 450-480 нанометрів, тобто синім світлом.

Порівняння із зеленим світлом показало, що синє світло зрушує у бік дня стрілку біологічного годинника в середньому на три години, а зелене - тільки на півтори, і ефект синього світла тримається довше. Тому синє штучне світло, що охоплює спектр видимих ​​фіолетових і власне синіх світлових хвиль, стає загрозливо небезпечним у нічний час!

Тому вчені рекомендують вранці яскраве синювате освітлення, щоб швидше прокинутися, а ввечері бажано уникати синьої частини спектра. До речі, поширені зараз енергозберігаючі, а особливо світлодіодні лампи випромінюють дуже багато синіх променів.
Так виходить, що проблеми здоров'я людини вступають у цьому питанні у протидію з енергозберігаючими технологіями. Звичайні лампи розжарювання, які зараз повсюдно знімають із виробництва, видавали значно менше світла синього спектру, ніж люмінесцентні чи світлодіодні нового покоління. І все ж при виборі ламп слід керуватися отриманими знаннями і віддати перевагу синьому будь-якому іншому кольору.

Чим небезпечне для здоров'я нічне висвітлення?

Багато досліджень останніх років знаходили зв'язок між роботою в нічну зміну і впливом штучного світла на виникнення або загострення у хвороб серця, цукрового діабету, ожиріння, а також раку передміхурової та молочної залози. Хоча ще не зовсім зрозуміло, чому це відбувається, але вчені вважають, що вся справа в придушенні світлом гормону мелатоніну, який, у свою чергу, впливає на ритм циркад людини («внутрішній годинник»).

Дослідники з Гарварду, намагаючись пролити світло на зв'язок циркадного циклу з діабетом та ожирінням, провели експеримент серед 10 учасників. Їм постійно зміщували за допомогою світла терміни їхнього циркадного циклу. В результаті - рівень цукру в крові значно зріс, викликавши переддіабетний стан, а рівень гормону лептину, що відповідає за почуття ситості після їжі, навпаки, знизився (тобто людина відчувала навіть при тому, що організм біологічно наситився).

Виявилося, навіть дуже тьмяне світло від нічника здатне зруйнувати сон і порушити хід біологічного годинника! Крім серцево-судинних захворювань та цукрового діабету, це призводить до початку депресії.

Ще виявлено, що зміни в сітківці очей, у міру старіння, можуть призвести до порушення циркадних ритмів.

Тому проблеми із зором у літніх можуть стати причиною розвитку багатьох хронічних захворювань та станів, пов'язаних із віком.

У міру старіння кришталик очей набуває жовтого відтінку і пропускає менше променів. Та й загалом, наші очі вловлюють менше світла, особливо синій частині спектру. Очі 10-річної дитини здатні поглинати в 10 разів більше синього світла, ніж очі 95-річного старого. У 45 років очі людини поглинають лише 50% синього спектра світла, який буде необхідний забезпечення циркадних ритмів.

Світло з екрану комп'ютера заважає спати

Робота та гра на комп'ютері особливо негативно впливає на сон, тому що при роботі ви сильно сконцентрувалися та сидите близько до яскравого екрану.

Двох годин читання з екрану пристрою на кшталт iPad при максимальній яскравості достатньо, щоб придушити нормальне вироблення нічного мелатоніну.

Багато хто з нас щодня по кілька годин проводять за комп'ютером. При цьому не всі знають, що правильне налаштування монітора може зробити роботу більш ефективною і комфортною.

Програма F.lux виправляє це, роблячи світло екрану адаптованим до часу доби. Світіння монітора плавно змінюватиметься від холодного вдень до теплої ночі.

«F.lux» у перекладі з англійської означає течію, постійну зміну, постійний рух. Працювати за монітором у будь-який час доби значно комфортніше.

Чи легко їй користуватися?
Завдяки низьким системним вимогам, F.lux буде добре працювати навіть на слабких комп'ютерах. Проста установка не триватиме багато часу. Все, що потрібно – це укати Ваше місцезнаходження на земній кулі. Карти Google допоможуть зробити це менше, ніж за хвилину. Тепер програма налаштована та працює у фоновому режимі, створюючи комфорт для Ваших очей.

"F.lux" повністю безкоштовна. Є версії для Windows, Mac OS та Linux.

Ефект Вавилова - Черенкова (випромінювання Вавилова - Черенкова) - світіння, що викликається у прозорому середовищі зарядженої частинкою, що рухається зі швидкістю, що перевищує фазову швидкість поширення світла у цьому середовищі.

У 1934 році Павло Черенков проводив у лабораторії Сергія Вавілова дослідження люмінесценції рідин під впливом гамма-випромінювання та виявив слабке блакитне свічення, викликане швидкими електронами, вибитими з атомів середовища гамма-випромінюванням. Пізніше з'ясувалося, що ці електрони рухалися зі швидкістю вище за швидкість світла в середовищі.

При проходженні світла через прозорий матеріал, наприклад, скло, світло поширюється повільніше, ніж у вакуумі. Теорія відносності свідчить: жодне матеріальне тіло, включаючи швидкі елементарні частинки високих енергій, не може рухатися зі швидкістю, що дорівнює швидкості світла у вакуумі. Але до швидкості руху в прозорих середовищах це обмеження не стосується. У склі або воді, наприклад, світло поширюється зі швидкістю, що становить 60-70% від швидкості світла у вакуумі, і ніщо не заважає швидкій частинці (наприклад, протону або електрону) рухатися швидше світла в такому середовищі.

Вже перші експерименти Черенкова, зроблені з ініціативи С. І. Вавілова, виявили ряд характерних особливостей випромінювання: світіння спостерігається у всіх чистих прозорих рідин, причому яскравість мало залежить від їх хімічного складу, випромінювання має поляризацію з переважною орієнтацією електричного вектора вздовж напряму первинного пучка, при цьому на відміну від люмінесценції немає ні температурного, ні домішкового гасіння. На підставі цих даних Вавиловим було зроблено основне твердження, що виявлене явище - не люмінесценція рідини, а світло випромінюють швидкі електрони, що рухаються в ній.

Випромінювання Черенкова можна спостерігати і неозброєним поглядом на невеликих дослідних ядерних реакторах, які часто встановлюють на дні басейну для забезпечення радіаційного захисту. Сердечник реактора у разі оточений ефектним блакитним світінням - і є випромінювання Черенкова під впливом швидких частинок, випромінюваних у результаті ядерної реакції.
Теоретичне пояснення явища було дано І. Таммом та І. Франком у 1937 році.

Цікаво, що поширене раніше уявлення про те, що на великих глибинах в океані панує повна морока, оскільки світло з поверхні туди не доходить, є помилковим. Як наслідок розпаду радіоактивних ізотопів в океанській воді, зокрема калію-40, навіть на великих глибинах вода слабко світиться через ефект Вавілова - Черенкова. Існують гіпотези, що великі очі потрібні глибоководним створінням для того, щоб бачити при такому слабкому освітленні.

) у 1880-х, але цей ефект був виявлений випадково, можливо, Марією та П'єром Кюрі. Його ретельно вивчав Павло Черенков у 1930-і роки, а через кілька років ефект докладно пояснили Ілля Михайлович Франк та Ігор Євгенович Тамм. Три ці фізики отримали за вивчення цього явища нобелівську премію у 1958 році.

Прим. перев.: в англомовних джерелах майже завжди при описі випромінювання Черенкова автори поспішають згадати подружжю Кюрі і те, що вони ще на початку XX століття начебто спостерігали якесь блакитне свічення у своїх дослідах із радієм. При цьому зазвичай джерела цієї інформації вони не вказують; в поодиноких випадках пишуть, що інформацію отримано на підставі прочитання художньої книги, біографією подружжя Кюрі, написаної їхньою дочкою, Євою.

А в самій біографії про блакитне свічення сказано тільки ось що:

«І серед темного сараю скляні судини з дорогоцінними частинками радію, розкладені, за відсутністю шаф, просто на столах, на прибитих до стін дощатих полицях, сяють блакитними фосфоресційними силуетами, що ніби висять у мороці.» // "П'єр і Марія Кюрі", пров. з французької С. А. Шукарев, Євген Федорович Корш, вид. 1959 р.

Що це було спостереження? Черенков вивчав блакитне світло, що з'являлося в той момент, коли радіоактивні об'єкти (які містять атоми, чиє ядро ​​розпадається на інші ядра, випльовуючи частинки високої енергії, серед яких зустрічаються електрони і позитрони) розміщувалися поряд з водою та іншими прозорими матеріалами. Зараз ми знаємо, що будь-яка електрично заряджена частка, така, як електрон, що рухається з досить високою енергією через воду, повітря або інше прозоре середовище, випромінюватиме блакитне світло. Світло це рухається від частки під певним кутом до напряму її руху.

Що відбувається? Як зрозуміли Франк і Тамм, це фотонний удар, аналогічний звуковому удару, що відбувається, коли надзвуковий літальний апарат рухається швидше за швидкість звуку, або хвилювання, яке створює судно, що йде по воді. Світло в прозорому середовищі буде рухатися зі швидкістю, що відрізняється від швидкості світла у вакуумі через взаємодію між світлом і зарядженими частинками (електронами та ядрами атомів), що становлять це середовище. Наприклад, у воді світло переміщається приблизно на 25% повільніше, ніж у вакуумі! Тому електрону високої енергії легше переміщатися швидше, ніж світло переміщається у питній воді, і навіть перевищувати швидкості світла у вакуумі. Якщо така частка йде через воду, вона створює електромагнітну вибухову хвилю, схожу на вибухову хвилю, створювану надзвуковим літаком у щільному повітрі. Ця хвиля походить від частки, так само, як звукова хвиля походить від літака, і переносить у собі енергію у багатьох формах (довжинах хвиль) електромагнітного випромінювання, включаючи і видиме світло. На фіолетовому кінці веселки енергії створюється більше, ніж на червоному, тому світло для наших очей та мозку виглядає переважно блакитним.

Таке випромінювання надзвичайно корисне у фізиці частинок, бо воно дає чудовий спосіб виявлення часток високої енергії! Ми не тільки можемо бачити присутність заряджених частинок високої енергії завдяки світові, що випромінюється ними, ми можемо осягнути набагато більше, вивчаючи подробиці цього світла. Точна схема випромінювання може допомогти визначити (а) яким шляхом частка йде в середовищі, (б) скільки енергії вона переносить, і навіть (в) дещо з приводу її маси (оскільки електрони будуть розсіюватися в середовищі, а більш важкі частки будуть поводитися по-іншому). Декілька дуже важливих експериментів, включаючи й ті, що згодом отримали нобелівку, ґрунтуються на цьому випромінюванні. Серед них експерименти, що зіграли головну роль у вивченні нейтрино, наприклад, Супер-Каміоканде.

Випромінювання Черенкова також дуже корисно під час перевірки правильності опису природи ейнштейнівської теорією відносності. Космічні промені - частки, що летять з глибокого космосу (часто стикаються з чим-небудь в атмосфері і породжують каскади частинок, які можна виявити детекторами на землі), в окремих випадках можуть мати надзвичайно високу енергію - в 100 мільйонів разів більше, ніж енергія протонів Великому Адронному Колайдері. Ці частки (наскільки ми знаємо) були створені на відстані багатьох світлових років від Землі в таких потужних астрономічних подіях, як наднові. Припустимо, що швидкість світла була б не універсальним обмеженням швидкості, і ці частинки переміщалися швидше світла у вакуумі космосу. Тоді ці високоенергетичні частки також викликали випромінювання Черенкова. А оскільки їхній шлях був таким довгим, вони втратили б багато енергії на це випромінювання. Виявляється, що ця втрата енергії може відбуватися дуже швидко, і що ці частинки в такому разі не могли б подолати астрономічні відстані та зберегти такі високі рівні енергії, якщо їхня швидкість не залишалася меншою, ніж швидкість світла.

Коротше кажучи, якби космічні промені надвисоких енергій могли рухатися швидше за світло, тоді ми не могли б спостерігати жодних космічних променів з такою енергією, бо вони мали б розгубити всю свою енергію до того, як досягнуть Землі. Але ми їх спостерігаємо.

Тут є невелика каверза: ми майже впевнені, що більша частина їх має заряд: їх властивості говорять про те, що вони беруть участь у сильній ядерній взаємодії, а єдині стабільні частинки, здатні пройти такі відстані - це протони, і взагалі, ядра атомів, і всі вони мають електричний заряд. Якщо навіть скористатися цією каверзою, але обмеження можна трохи послабити, але вони все одно залишаться досить сильними.

З цього можна зробити висновок: космічні промені надвисоких енергій (а також взагалі всі космічні промені низьких енергій) не можуть рухатися швидше за швидкість світла, принаймні, сильно швидше. І якщо це випередження існує, його оцінки, зроблені наприкінці 1990-х знаменитими фізиками Сідні Коулманом і Шелдоном Глешоу , кажуть, що ця величина може бути рівною десяти частинам з трильйона трильйонів. З того часу ці обмеження, ймовірно, були покращені завдяки даним експериментам.

Так само те, що ми можемо спостерігати високоенергетичні електрони, накладає обмеження на їхню швидкість по відношенню до швидкості світла. Одна з останніх заяв, про які я читав, говорить, що зі спостережень за електронами з енергіями до 0,5 ТеВ випливає, що електрони не можуть перевищувати швидкість світла більше, ніж одну частину тисячі трильйонів.

Ефект Вавілова - Черенкова(випромінювання Вавилова - Черенкова) - світіння, що викликається у прозорому середовищі зарядженої частинкою, що рухається зі швидкістю, що перевищує фазову швидкість поширення світла у цьому середовищі. Черенківське випромінювання широко використовується у фізиці високих енергій для реєстрації релятивістських частинок та визначення їх швидкостей.

Історія відкриття

У 1958 році Черенков, Тамм та Франк були нагороджені Нобелівською премією з фізики «за відкриття та тлумачення ефекту Черенкова». Манне Сігбан зі Шведської королівської академії наук у своїй промові зазначив, що «відкриття явища, нині відомого як ефект Черенкова, є цікавим прикладом того, як відносно просте фізичне спостереження при правильному підході може призвести до важливих відкриттів і прокласти нові шляхи для подальших досліджень». .

Механізм та геометрія випромінювання

Теорія відносності свідчить: жодне матеріальне тіло, включаючи швидкі елементарні частинки високих енергій, не може рухатися зі швидкістю, що дорівнює швидкості світла у вакуумі. Але до швидкості руху в прозорих середовищах це обмеження не стосується. У склі або воді, наприклад, світло поширюється зі швидкістю, що становить 60-70% від швидкості світла у вакуумі, і ніщо не заважає швидкій частинці (наприклад, протону або електрону) рухатися швидше світла в такому середовищі.

У 1934 році Павло Черенков проводив дослідження люмінесценції рідин під впливом гамма-випромінювання та виявив слабке блакитне свічення (яке тепер названо його ім'ям), викликане швидкими електронами, вибитими з атомів середовища гамма-випромінюванням. Трохи пізніше з'ясувалося, що ці електрони рухалися зі швидкістю вище за швидкість світла в середовищі. Це був оптичний еквівалент ударної хвилі, яку викликає в атмосфері надзвуковий літак, долаючи звуковий бар'єр. Уявити це явище можна за аналогією з хвилями Гюйгенса, що розходяться зовні концентричними колами зі швидкістю світла, причому кожна нова хвиля випускається з наступної точки шляху руху частки. Якщо частка летить швидше швидкості поширення світла в середовищі, вона обганяє хвилі. Піки амплітуди цих хвиль і утворюють хвильовий фронт випромінювання Черенкова.

Випромінювання розходиться конусом навколо траєкторії руху частки. Кут при вершині конуса залежить від швидкості частинки та швидкості світла в середовищі. Це і робить випромінювання Черенкова настільки корисним з погляду фізики елементарних частинок, оскільки, визначивши кут при вершині конуса, можна розрахувати його швидкість частки.

Застосування

Випромінювання Вавілова-Черенкова знайшло різноманітні застосування в експериментальній ядерній фізиці та фізиці елементарних частинок. На ньому заснована дія про черенківських лічильників, тобто детекторів релятивістських заряджених частинок, випромінювання яких реєструється за допомогою фотопомножувачів. Основне призначення черенківських лічильників – поділ релятивістських частинок з однаковими імпульсами, але різними швидкостями. Нехай, наприклад, пучок, що складається з релятивістських протонів і -мезонів, проходить через поперечне однорідне магнітне поле. Напрями траєкторій частинок, що пройшли, будуть визначатися тільки їх імпульсами, але не залежатимуть від їх швидкостей. За допомогою діафрагм можна виділити протони та -мезони з однаковими імпульсами. Через відмінність мас швидкості-мезонів виявляться дещо більше швидкостей протонів. Якщо отриманий пучок направити в газ і підібрати показник заломлення n газу так, щоб було, то мезони будуть давати випромінювання Вавилова-Черенкова, а протони - ні. Таким чином, лічильник реєструватиме тільки -мезони, але не реєструватиме протони.

Незважаючи на надзвичайну слабкість свічення, приймачі світла досить чутливі, щоб зареєструвати випромінювання, породжене єдиною зарядженою частинкою. Створено прилади, які дозволяють з випромінювання Вавилова-Черенкова визначити заряд, швидкість та напрямок руху частинки, її повну енергію. Практично важливим є застосування цього випромінювання для контролю роботи ядерних реакторів.

Примітки

Див. також

• Конус Маха

Wikimedia Foundation. 2010 .

Дивитись що таке "Ефект Вавілова - Черенкова" в інших словниках:

Електромагнітне випромінювання Синхротронне Циклотронне Гальмівне Теплове Монохроматичне Черенківське Перехідне Радіовипромінювання Мікрохвильове Терагерц … Вікіпедія

ефект Вавілова-Черенкова- Вавілово Čerenkovo ​​reiškinys statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. Vavilov Tcherenkov ефект vok. Vavilov Tcherenkov Effekt, m rus. ефект Вавілова Черенкова, m pranc. effet Vavilov et Tcherenkov, m … Radioelektronikos terminų žodynas

- (Черенкова Вавілова ефект), випромінювання світла електрично зарядженої ч цей, що виникає при її русі в середовищі з пост. швидкістю v, що перевищує фазову швидкість світла у цьому середовищі (швидкість поширення світлових хвиль). Виявлено у 1934 за… Фізична енциклопедія

- (ефект Вавилова Черенкова), виникає під час руху у речовині заряджених частинок зі швидкістю, перевищує фазову швидкість світла (див. ФАЗОВА ШВИДКІСТЬ) у цій речовині. Виявлено в 1934 р. П. А. Черенкова (див. ЧЕРЕНКОВ Павло Олексійович) при… Енциклопедичний словник

- (Черенкова Вавилова ефект, іноді наз. Вавилова Черенкова випромінювання) випромінювання світла електрично зарядженої часткою, що виникає під час її руху серед пост. швидкістю?, що перевищує фазову швидкість світла у цьому середовищі (швидкість… … Фізична енциклопедія

ЕФЕКТ- (1) фіз. явище чи результат, наслідок якихось причин, дій, вплив та ін; (2) Е. внутрішній фотоелектричний див., (3) Е. динатронний випромінювання електронів в електронних приладах з поверхні металевого електрода при… Велика політехнічна енциклопедія

Електромагнітне випромінювання Синхротронне Циклотронне Гальмівне Рівноважне Монохроматичне Черенківське Перехідне Радіовипромінювання Мікрохвильове Терагерцеве Інфрачервоне Видимое Ультраф … Вікіпедія

) у 1880-х, але цей ефект був виявлений випадково, можливо, Марією та П'єром Кюрі. Його ретельно вивчав Павло Черенков у 1930-і роки, а через кілька років ефект докладно пояснили Ілля Михайлович Франк та Ігор Євгенович Тамм. Три ці фізики отримали за вивчення цього явища нобелівську премію у 1958 році.

Прим. перев.: в англомовних джерелах майже завжди при описі випромінювання Черенкова автори поспішають згадати подружжю Кюрі і те, що вони ще на початку XX століття начебто спостерігали якесь блакитне свічення у своїх дослідах із радієм. При цьому зазвичай джерела цієї інформації вони не вказують; в поодиноких випадках пишуть, що інформацію отримано на підставі прочитання художньої книги, біографією подружжя Кюрі, написаної їхньою дочкою, Євою.

А в самій біографії про блакитне свічення сказано тільки ось що:

«І серед темного сараю скляні судини з дорогоцінними частинками радію, розкладені, за відсутністю шаф, просто на столах, на прибитих до стін дощатих полицях, сяють блакитними фосфоресційними силуетами, що ніби висять у мороці.» // "П'єр і Марія Кюрі", пров. з французької С. А. Шукарев, Євген Федорович Корш, вид. 1959 р.

Що це було спостереження? Черенков вивчав блакитне світло, що з'являлося в той момент, коли радіоактивні об'єкти (які містять атоми, чиє ядро ​​розпадається на інші ядра, випльовуючи частинки високої енергії, серед яких зустрічаються електрони і позитрони) розміщувалися поряд з водою та іншими прозорими матеріалами. Зараз ми знаємо, що будь-яка електрично заряджена частка, така, як електрон, що рухається з досить високою енергією через воду, повітря або інше прозоре середовище, випромінюватиме блакитне світло. Світло це рухається від частки під певним кутом до напряму її руху.

Що відбувається? Як зрозуміли Франк і Тамм, це фотонний удар, аналогічний звуковому удару, що відбувається, коли надзвуковий літальний апарат рухається швидше за швидкість звуку, або хвилювання, яке створює судно, що йде по воді. Світло в прозорому середовищі буде рухатися зі швидкістю, що відрізняється від швидкості світла у вакуумі через взаємодію між світлом і зарядженими частинками (електронами та ядрами атомів), що становлять це середовище. Наприклад, у воді світло переміщається приблизно на 25% повільніше, ніж у вакуумі! Тому електрону високої енергії легше переміщатися швидше, ніж світло переміщається у питній воді, і навіть перевищувати швидкості світла у вакуумі. Якщо така частка йде через воду, вона створює електромагнітну вибухову хвилю, схожу на вибухову хвилю, створювану надзвуковим літаком у щільному повітрі. Ця хвиля походить від частки, так само, як звукова хвиля походить від літака, і переносить у собі енергію у багатьох формах (довжинах хвиль) електромагнітного випромінювання, включаючи і видиме світло. На фіолетовому кінці веселки енергії створюється більше, ніж на червоному, тому світло для наших очей та мозку виглядає переважно блакитним.

Таке випромінювання надзвичайно корисне у фізиці частинок, бо воно дає чудовий спосіб виявлення часток високої енергії! Ми не тільки можемо бачити присутність заряджених частинок високої енергії завдяки світові, що випромінюється ними, ми можемо осягнути набагато більше, вивчаючи подробиці цього світла. Точна схема випромінювання може допомогти визначити (а) яким шляхом частка йде в середовищі, (б) скільки енергії вона переносить, і навіть (в) дещо з приводу її маси (оскільки електрони будуть розсіюватися в середовищі, а більш важкі частки будуть поводитися по-іншому). Декілька дуже важливих експериментів, включаючи й ті, що згодом отримали нобелівку, ґрунтуються на цьому випромінюванні. Серед них експерименти, що зіграли головну роль у вивченні нейтрино, наприклад, Супер-Каміоканде.

Випромінювання Черенкова також дуже корисно під час перевірки правильності опису природи ейнштейнівської теорією відносності. Космічні промені - частки, що летять з глибокого космосу (часто стикаються з чим-небудь в атмосфері і породжують каскади частинок, які можна виявити детекторами на землі), в окремих випадках можуть мати надзвичайно високу енергію - в 100 мільйонів разів більше, ніж енергія протонів Великому Адронному Колайдері. Ці частки (наскільки ми знаємо) були створені на відстані багатьох світлових років від Землі в таких потужних астрономічних подіях, як наднові. Припустимо, що швидкість світла була б не універсальним обмеженням швидкості, і ці частинки переміщалися швидше світла у вакуумі космосу. Тоді ці високоенергетичні частки також викликали випромінювання Черенкова. А оскільки їхній шлях був таким довгим, вони втратили б багато енергії на це випромінювання. Виявляється, що ця втрата енергії може відбуватися дуже швидко, і що ці частинки в такому разі не могли б подолати астрономічні відстані та зберегти такі високі рівні енергії, якщо їхня швидкість не залишалася меншою, ніж швидкість світла.

Коротше кажучи, якби космічні промені надвисоких енергій могли рухатися швидше за світло, тоді ми не могли б спостерігати жодних космічних променів з такою енергією, бо вони мали б розгубити всю свою енергію до того, як досягнуть Землі. Але ми їх спостерігаємо.

Тут є невелика каверза: ми майже впевнені, що більша частина їх має заряд: їх властивості говорять про те, що вони беруть участь у сильній ядерній взаємодії, а єдині стабільні частинки, здатні пройти такі відстані - це протони, і взагалі, ядра атомів, і всі вони мають електричний заряд. Якщо навіть скористатися цією каверзою, але обмеження можна трохи послабити, але вони все одно залишаться досить сильними.

З цього можна зробити висновок: космічні промені надвисоких енергій (а також взагалі всі космічні промені низьких енергій) не можуть рухатися швидше за швидкість світла, принаймні, сильно швидше. І якщо це випередження існує, його оцінки, зроблені наприкінці 1990-х знаменитими фізиками Сідні Коулманом і Шелдоном Глешоу , кажуть, що ця величина може бути рівною десяти частинам з трильйона трильйонів. З того часу ці обмеження, ймовірно, були покращені завдяки даним експериментам.

Так само те, що ми можемо спостерігати високоенергетичні електрони, накладає обмеження на їхню швидкість по відношенню до швидкості світла. Одна з останніх заяв, про які я читав, говорить, що зі спостережень за електронами з енергіями до 0,5 ТеВ випливає, що електрони не можуть перевищувати швидкість світла більше, ніж одну частину тисячі трильйонів.