В тёмной комнате можно заметить слабое голубое свечение вокруг некоторых источников радиации. Это черенковский свет — он появляется, когда заряженная частица летит сквозь среду быстрее, чем свет успевает в ней распространяться. Получается световая ударная волна, похожая на звуковой хлопок от сверхзвукового самолёта, только из фотонов.
В новой работе учёные использовали этот эффект, чтобы опознавать электроны. Они собрали детектор из множества крошечных кремниевых ячеек — лавинных фотодиодов, которые умеют считать одиночные фотоны. Когда электрон пролетал сквозь воздух и рождал вспышку черенковского света, детектор ловил фотоны и по их числу восстанавливал свойства частицы.
Испытания провели на пучке частиц в ЦЕРНе, где вместе с электронами летели и другие частицы — пионы и прочие адроны. Оказалось, что по черенковскому свету электроны выделяются очень чётко: их можно отличить от фоновых частиц с высокой надёжностью в широком диапазоне импульсов. Простая компьютерная модель воспроизвела результаты, а это значит, что метод можно смело применять в будущих экспериментах.
Такой детектор может стать дешёвой и компактной заменой громоздким системам идентификации частиц. Вместо тонн железа и газа — несколько кремниевых пластин, которые считают фотоны. И в следующий раз, когда электрон пронесётся сквозь воздух, его выдаст короткая голубая вспышка.
Черенковское свечение можно увидеть невооружённым глазом в бассейнах с отработанным ядерным топливом — вода там светится голубым.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан планеты испускает загадочное свечение — чем-то похожее на черенковский свет, хотя природа там совсем иная.