La luce di Cerenkov si genera tutte le volte che una particella carica si muove in un mezzo con una velocità più alta di quella della luce. Nel vuoto non esiste niente che viaggi a una velocità maggiore di quella della luce (c = 300 mila km al secondo). Nei materiali, però, la velocità della luce è minore di c ed è diminuita di un fattore pari all’indice di rifrazione del materiale. Ad esempio: nel vetro l’indice di rifrazione vale circa 1,5 e quindi la velocità della luce nel vetro è 200 mila km al secondo circa. Quindi è possibile che la velocità della luce in un mezzo sia inferiore a quella di particelle ad alta velocità (si parla di particelle relativistiche proprio perché si muovono comunque a velocità confrontabili con c). Il fenomeno, scoperto nel 1934, è particolarmente visibile nell’acqua dei reattori nucleari. Quello che succede nel fenomeno dell’emissione Cerenkov è che la particella carica, passando vicino agli atomi del materiale, li polarizza. Se la particella è un elettrone, tenderà ad attirare il nucleo dell’atomo positivo e a respingerne gli elettroni creando così una piccola separazione di carica nell’atomo. Il ritorno alla situazione normale produce l’emissione luminosa. Il fenomeno avviene a velocità maggiori di quelle della luce perché solo in questo caso gli atomi emettono luce in modo sincronizzato. Il fenomeno ha permesso lo sviluppo di rivelatori di particelle usati in fisica nucleare e negli esperimenti di fisica delle particelle, che misurano non solo il passaggio di una particella (attraverso l’emissione di luce) ma anche la sua velocità.
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