¿Cómo puede una partícula en un medio cada vez viajan más rápido que la luz?

Question

En algunos medios de comunicación, la masa de la realización de las partículas puede ir más rápido que la luz:

Radiación Cherenkov, ... es la radiación electromagnética emitida cuando una partícula cargada... pasa a través de un medio dieléctrico a una velocidad mayor que la velocidad de fase de la luz en ese medio

¿Cómo sucede esto? Me imagino que la luz se enfrenta a la menos resistencia al movimiento y que otros acusados en masa de los transportistas tienen más cosas para impedir su velocidad.

¿Por qué las partículas permitido superar la velocidad de la luz para otros medios de comunicación cuando no se les permite en el vacío?

Answer 1

Radiación Cherenkov es generada por las partículas cargadas que son más rápidos que la velocidad local de la luz en un soporte óptico, que es siempre inferior a la velocidad de la luz en el vacío. Así que si la velocidad local de la luz en un soporte óptico está dada por c_medium = c_vacuum/n, donde n es el índice de refracción, una partícula con c>v>c_medium puede generar radiación Cherenkov, aunque es más lento que la velocidad de la luz en el vacío. Tales partículas pueden encontrarse en los rayos cósmicos y se hizo abundantemente en nuestras instalaciones del acelerador, donde los detectores de Cherenkov se utilizan a menudo para detectar. Los medios ópticos utilizados en los detectores de Cherenkov hacer lenta la bajada de las partículas, por supuesto. La luz Cherenkov requiere de energía, que tiene que salir de la energía cinética de las partículas relativistas. Normalmente, sin embargo, las partículas pueden desplazarse varios metros, y a veces a muchos kilómetros de comedero Cherenkov los medios de comunicación antes de que hayan perdido la totalidad de su energía.

Answer 2

¿Por qué las partículas permitido superar la velocidad de la luz para otros medios de comunicación cuando no se les permite en el vacío?

La luz está representada por la radiación electromagnética que en su forma más simple es matemáticamente se describe por un seno o coseno de onda, de estilo clásico. La clásica de la luz es construido por los fotones, que son las cuántica de la radiación electromagnética y son los mediadores de la interacción entre partículas cargadas. Una partícula cargada de entrar en un medio inmediato comienza a interactuar con el campo de los átomos y las moléculas en el medio por el intercambio de fotones virtuales, que se debe mantener en mente.

Un seno o coseno de onda de la descripción matemática no es una buena descripción para el complejo de las interacciones electromagnéticas . Lo que es una buena representación de una interacción electromagnética es un paquete de ondas, es decir, la combinación de senos y cosenos que puede llevar la información de la fase y la amplitud acerca de la partícula pasa a través de

El paquete de ondas permite una descripción matemática de una información de la realización de paquete (partícula que pasa en x,y,z,t) con senos y cosenos, pero dos definiciones de la velocidad son necesarios, la velocidad de grupo, que es el pico de el paquete se mueve en el espacio,

y la velocidad de fase , que es la velocidad de la persona de la onda sinusoidal de componentes que comprende el paquete de onda/bundle, ya que se compone por una función que se expande en el seno y el coseno funciones.

En un medio no es la dispersión y la velocidad de fase (es decir, qué tan rápido los senos y cosenos que componen el paquete de ondas se mueve) puede ser diferente de la velocidad de grupo.

Es la velocidad de grupo en el medio que mide la velocidad de la luz en el medio, es decir, cómo de rápido se da la información para que el medio de que una partícula cargada pasa es conocido en el medio con la velocidad de grupo:

Los paquetes de onda de los fotones que se intercambian entre la partícula y el campo electromagnético de los átomos que componen el medio y decir "partícula cargada pasa" , son más lentas que la velocidad de la partícula, debido a que el índice de refracción del medio. La partícula en sí no es directamente limitado por el índice de refracción ( a menos que sea un fotón) y puede moverse más rápido que la velocidad de grupo de la onda electromagnética paquetes que enviar la información que se está pasando.

Como las otras respuestas dicen que esto puede generar la radiación Cerenkov (de forma análoga a los estampidos sónicos), los que intercambian paquetes de onda deja de ser virtual y gire a la real, disipando la energía del paquete de ondas.

Para electromagnético wavepackets en el vacío de las dos velocidades son iguales porque no hay ninguna dispersión .

Answer 3

¿Por qué las partículas permitido superar la velocidad de la luz para los demás los medios de comunicación cuando no están permitidos en el vacío?

Ninguna partícula puede tener relativa velocidad mayor que c, punto. Esto es 'integrado' a la geometría del espacio-tiempo.

Pero, un objeto puede viajar más rápido, con relación a algún medio de ondas electromagnéticas se propagan en el mismo medio.

¿Puedes ver la diferencia? Una partícula no viajaba más rápido que c en relación a la media.

Si ves esto, entonces tu pregunta puede ser ¿por qué partículas de material puede tener una velocidad relativa al medio más rápido que la luz se propaga en el medio.

Considere la posibilidad de que el neutrino es muy "reacios" a interactuar con la materia, mientras que los fotones fácilmente interactuar con las partículas cargadas. Véase, por ejemplo, a esta respuesta.