SCIENCE 3D | 충격파와 체렌코프 빛

무슨 일이 일어났나

파원이 파동보다 느리면 파면이 파원 앞에 촘촘히 쌓이고, 파동보다 빨라지면 파면들이 겹쳐 한 줄의 센 물결 — 충격파 — 가 됩니다.

NASA 는 초음속으로 나는 비행기 둘레의 압력 변화가 세고 빠른 뜀, 곧 충격파이며 이것들이 합쳐져 소닉 붐이 된다고 설명합니다.

엔진에서 파원 빠르기를 물결의 1.5 배로 두면 V 자 반각은 41.8° 이고, 1.2 배로 줄이면 56.4° 로 넓어집니다.

미국 에너지부(DOE)는 물속에서 빛이 진공 속 빠르기의 75 % 로 느려지고, 전하를 띤 알갱이가 물속 빛보다 빨리 달리면 체렌코프 빛이 난다고 설명합니다 — DOE 는 이것을 소닉 붐에 견줍니다.

원자로 사진에서 노심 둘레의 물이 푸르게 빛나는 것이 체렌코프 빛입니다(DOE).
높이 나는 초음속기의 소닉 붐은 비행기가 지나간 뒤에야 땅에 닿습니다 — NASA 에 따르면 16,764 m(55,000 ft)에서 난 붐은 땅까지 거의 1 분이 걸립니다.

빛보다 빠른 것은 없으니 체렌코프 빛은 있을 수 없다.
DOE 는 알갱이가 물 같은 맑은 매질 속에서 그 매질 속 빛보다 빨리 달린다고 설명합니다 — 진공 속 빛보다 빠른 것이 아닙니다. 출처
소닉 붐은 비행기가 소리 장벽을 깨는 순간 한 번만 난다.
NASA 는 소닉 붐이 한 번이 아니라 이어지는 소리이고, 비행 길 아래 넓은 «카펫» 꼴 땅에 들린다고 설명합니다. 출처

1934 년 러시아 물리학자 파벨 체렌코프(Pavel Cherenkov)가 이 빛을 처음 찾았고, 뒤에 일리야 프랑크(Ilya Frank)와 이고리 탐(Igor Tamm)이 연구를 넓혔습니다. 세 사람은 이 일로 1958 년 노벨상을 받았습니다(DOE).