神秘的藍(lán)色輻射爆,比光速還快


自從飛機(jī)突破了超音速飛行,就知道了音爆現(xiàn)象。音爆的產(chǎn)生,在于激波累積釋放。那么光波會不會也有光的激波。出現(xiàn)光爆?在發(fā)明反應(yīng)堆前,人類不知道光爆為何物,后來才知道光爆和音爆一樣,都是物理現(xiàn)象。自從愛因斯坦發(fā)表狹義相對論以后,一百多年來,人們至今沒有觀測到比真空光速還快的物質(zhì)和波動速度。因此可以認(rèn)為,愛因斯坦關(guān)于真空光速是宇宙基本常數(shù)之一的說法是可靠的。真空光速的近似值是30萬公里每秒。人類無論如何努力,都無法突破這個速度極值。而黑洞視界面上的第一宇宙速度,也就是光速。因此一旦落入黑洞視界以內(nèi)的物質(zhì),也就是低于黑洞的視界面的第一宇宙速度,也就再也出不來。因此現(xiàn)在說,世界上沒有比光速更快的東西。實際上這句話是有前提定語的,準(zhǔn)確的說法應(yīng)該是,沒有比真空光速更快的東西。

瀚海狼山在前幾天的推文中就曾經(jīng)說過,普通光和激光,在透明固體和液體,包括透明或者半透明的晶體中,傳播的速度會比真空光速明顯減速。比如光在普通玻璃中,只有真空光速的三分之一。甚至有些特殊的晶體,激光在里面?zhèn)鞑サ乃俣缺任伵E赖倪€慢。因此光速都是有前提的。在透明物質(zhì)或者半透明物質(zhì)中的光速也是可以被控制和被超越的。那么有沒有某種輻射或者波,在同一種透明物質(zhì)中和光一起傳播,而且速度還能超過光速。也就是人們夢寐以求的“超光速”。居然還真有這種現(xiàn)象,當(dāng)然所謂的超光速并非真正超過真空光速?!坝斡境亍笔椒磻?yīng)堆是一種結(jié)構(gòu)形式最簡單的反應(yīng)堆。全球最早的反應(yīng)堆就是泳池堆。采取把棒狀或條狀燃料鈾放在一個大水池底部,堆芯周邊的用大量純凈水幫助調(diào)節(jié)反應(yīng)、冷卻堆芯和屏蔽反應(yīng)堆輻射。這就是泳池堆。
泳池堆其實是一種常壓低溫堆,沒有壓水堆那種聚集壓力的金屬外殼。就是簡單的把燃料棒泡在深水池里。顏料棒周邊的壓力,除了一個大氣壓再就是加水池的自然水壓。因為水池式反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)簡單,造價便宜,甚至西方有些大學(xué)和核能研究所內(nèi)部都曾經(jīng)有這種小型反應(yīng)堆。幾乎每次“點燃”這種泳池堆,都會在瞬間爆出比較耀眼的藍(lán)光。而且整個水池的水都會震動,水池上面的輻射探測器也會發(fā)出嘎嘎的響聲。這說明,在點燃泳池堆池底的燃料棒的瞬間,至少有可見光、沖擊波和輻射粒子等同時發(fā)射出來。實際上通過儀器,知道還有人眼看不見的紫外線、X射線甚至伽馬射線、以及帶電粒子發(fā)射出來。而人眼對藍(lán)光最敏感,因此只看到了藍(lán)色的輝光,藍(lán)光的爆發(fā)瞬間比較強,因此屬于罕見的光爆。這里面最特殊的,就是在此刻,爆發(fā)出的一些帶電粒子,穿越泳池堆輕水的速度,居然比可見藍(lán)光還快。這是一種前所未見的“超光速輻射”,當(dāng)然現(xiàn)在大家都知道這種現(xiàn)象存在了。

這種輻射是1934年由前蘇聯(lián)物理學(xué)家切倫科夫發(fā)現(xiàn)的,物理學(xué)上被叫做切倫科夫輻射。但一開始原理并不清楚。到1937年,另兩位蘇聯(lián)物理學(xué)家弗蘭克和塔姆成功地解釋了切倫科夫輻射的成因,三人因此共同獲得1958年的諾貝爾物理學(xué)獎。切倫科夫輻射是介質(zhì)中運動的物體速度超過光在該介質(zhì)中速度時發(fā)出的一種以短波長為主的電磁輻射,其特征是藍(lán)色輝光。切倫科夫輻射為人類提供了一個最終超越光速的思想窗口。