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Effet Cherenkov

  1. #1
    questionsaPIballes

    Effet Cherenkov

    Bonjour,

    Je voulais savoir pourquoi l'énergie d'une particule incidente (dans l'eau par exemple) déterminait l'intensité de flash par effet Cherenkov (càd que la vitesse de la particule agit sur le nombre de photons produits). Cela aurait pu agir autrement par exemple sur l'énergie des photons produits, or non le flash est bleu quelque soit l'énergie incidente de la particule supraluminique.

    J'espère que ma question est claire, merci de votre lecture

    -----


  2. Publicité
  3. #2
    qfolk

    Re : Effet Cherenkov

    Salut,

    le flash n'est pas bleu mais le bleu est plus intense car la formule de Tamm donne un spectre où l'intensité est une fonction de la fréquence, à autres paramètres constants dans une expérience donnée.

  4. #3
    XK150

    Re : Effet Cherenkov

    Bonjour ,

    La particule chargée dans l'eau tend à polariser ( orienter ) les molécules d'eau ( ou les atomes ) dans la direction parallèle à son déplacement, modifiant leur distribution locale de charges électriques . Après le passage du Béta , les molécules retournent à leur distribution de charges aléatoire en émettant une impulsion de rayonnement électromagnétique sous forme d'une lumière visible bleue .
    Le spectre en fréquence de l' effet Cerenkov est donné par la relation de Frank - Tamm . C'est un spectre continu : autour du spectre visible par notre œil , plus grande est la fréquence et plus intense est la radiation , c'est pourquoi nous l'observons bleue . En fait , la majorité de l'émission est dans les UV .

  5. #4
    questionsaPIballes

    Re : Effet Cherenkov

    Merci de vos réponses. A quoi correspond exactement l'énergie E et la fréquence de la formule de Tamm ? Je ne suis pas certain, la vitesse de la particule incidente intervient-elle dans cette formule ?
    Dernière modification par questionsaPIballes ; 14/06/2018 à 16h03.

  6. #5
    XK150

    Re : Effet Cherenkov

    Re ,

    La relation donne " le spectre " , c'est à dire la répartition en nombre en fonction de l'énergie des photons émis dans l'effet Cerenkov .

    La particule incidente , c'est le passage d'un béta au voisinage d'un atome ou d'une molécule qui les polarise .
    A priori , la dépolarisation est indépendante de l'énergie du béta ( à condition d'être au dessus de l'énergie de seuil de 0.26 MeV dans l'eau ) .

  7. #6
    questionsaPIballes

    Re : Effet Cherenkov

    Re,

    Pourtant il existe bien une relation entre l'énergie de la particule incidente et le nombre de photons produit. J'ignore la dépendance de E(N) exacte mais c'est une montée très forte avec un palier. Dans une thèse j'ai par exemple quelques données (E : énergie cinétique de la particule incidente, N nb de photons cherenkov produits)
    E | N
    10 GeV | 65210
    0,5 GeV | 62557
    0,1 GeV | 6525 (10x moins)
    60 MeV | 147

    On a donc N (càd l'intensité totale) qui dépend de ce E cinétique de la particule incidente. Ma question du coup c'était pourquoi l'énergie incidente influe sur le nombre de photons produits (et pas sur l'énergie produite par exemple) même si grâce à la formule de Tamm on voit que E n'influe pas sur le spectre produit (enfin que en intensité, bref ^^)

  8. #7
    XK150

    Re : Effet Cherenkov

    Re ,

    Si vous pouviez me décrire l'expérience ( ou donner la référence ) à laquelle vous faites allusion , cela sera peut être plus clair .
    Quelle est la particule incidente ? Sur quoi agit elle ? Pourquoi donc se produit un effet Cerenkov ?

    Je suis parti à priori sur l'effet Cerenkov dans les réacteurs nucléaires , car c'est la question habituelle .

  9. #8
    curiossss

    Re : Effet Cherenkov

    Citation Envoyé par questionsaPIballes Voir le message
    Pourtant il existe bien une relation entre l'énergie de la particule incidente et le nombre de photons produit.

    Peut-être parce que plus grande est la vitesse et plus grand est le nombre d'atomes nécessaires pour la freiner assez pour qu'elle cesse de produire l'effet Cherenkov par manque d'énergie ? Et que le nombre d'atomes excités par son passage augmente aussi pour une même distance parcourue ? Et comme le nombre de photons émis est proportionnel au nombre d'atomes excités... (ok, ça n'explique que la question du nombre de photons produits, pas pourquoi l'intensité n'augmente pas)
    Dernière modification par curiossss ; 14/06/2018 à 19h38.

  10. #9
    questionsaPIballes

    Re : Effet Cherenkov

    L'expérience est un muon provenant d'une gerbe créée par un rayon cosmique. Il rentre dans une cuve d'eau de l'observatoire Pierre Auger.

    Peut-être parce que plus grande est la vitesse et plus grand est le nombre d'atomes nécessaires pour la freiner assez pour qu'elle cesse de produire l'effet Cherenkov
    Effectivement ça parait une bonne explication

  11. #10
    XK150

    Re : Effet Cherenkov

    Re ,

    Dans les compteurs Cerenkov à eau , le signal électrique récupéré sur les photomultiplicateurs est proportionnel à la longueur de la trace produite par le muon .

    Le muon perd dans l'eau environ 2 MeV par cm ; Si on imagine un compteur volumineux ( mais peu coûteux ) présentant une dimension de 10 m , la perte est d'environ 2000 MeV , soit 2 GeV et les muons de plusieurs GeV sont indiscernables : ils traversent la cuve et continuent leur chemin .

    Par contre , le seuil d'apparition de l'effet Cerenkov dans l'eau est de 160 MeV pour le muon ( tout comme il est de 0.28 MeV pour les béta ).

    On sait distinguer les muons " traversants " de ceux qui se désintègrent dans le compteur : la désintégration du muon produit un électron ( électron Michel )
    qui à son tour va donner une trace simultanée à la première .

    https://arxiv.org/ftp/astro-ph/papers/0509/0509238.pdf
    Dernière modification par XK150 ; 15/06/2018 à 16h28.

  12. #11
    questionsaPIballes

    Re : Effet Cherenkov

    Cool merci pour les détails

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