Когда частица проносится сквозь прозрачный материал быстрее, чем свет успевает в нём распространиться, она оставляет за собой слабую голубую вспышку — как самолёт, преодолевающий звуковой барьер, рождает ударную волну. Это черенковское излучение вспыхивает мгновенно, без задержек, и потому идеально подходит для сверхточных часов в мире элементарных частиц.
Учёные собрали детектор из тонкой пластинки с высоким показателем преломления и кремниевых фотоумножителей — приборов, которые превращают одиночные фотоны в электрический сигнал. Толщину пластинки, её форму и способ стыковки с датчиками подбирали так, чтобы вспышка доходила до сенсора самым коротким путём. В испытаниях на ускорителе в ЦЕРНе детектор измерил время пролёта частицы с точностью лучше 33 пикосекунд — это меньше, чем одна триллионная доля секунды.
Каждая частица, попавшая в детектор, была зарегистрирована — ни одного промаха. Такая надёжность и точность открывают дорогу к новым системам идентификации частиц: в больших экспериментах, где одновременно рождаются тысячи частиц, важно не только поймать каждую, но и мгновенно понять, кто есть кто.
Черенковское излучение можно увидеть в бассейнах с ядерным топливом: вода светится голубым из-за частиц, летящих быстрее света в воде.