向物理学家们提问

问：我听说核反应堆里的粒子可以走得比光还要快。这是真的吗？怎么会有物体的速度比光还要快？
——由来自印度的 Vinayak 提交

答：嗯，这是真的。实际上放射性材料会发光也是因为同样的原因。

但这并不和狭义相对论冲突，众所周知，狭义相对论认为没有任何物体的行进速度可以超过光速。实际上，应该给这个认为加上“在真空中”的限定条件。

光在真空中的传播速度是一定的，一般用 c 来表示，这个速度是自然界最快的速度。但如果光在介质内传播就会慢下来。比如在水中，光的传播速度大概是 c 的 3/4。在玻璃中就更慢一些，近年来人们已经找到了一些可以让光几乎停下来的材料。光从本质上看就是一个振荡的电场，当这个电场碰到介质中的电子，情况变得更加复杂。它甚至会完全消失，就像在不透明的物体里。

许多核反应堆的核心部分就是由浸在水中的放射性燃料棒组成。这些燃料棒会放射电子，所有的电子都必须遵循 c 这个最终的速度限制。但在水中它们的速度可以却超过 c 的 3/4。那些快速的电子会导致水沿着电子的行进方向发出光。这个效应被称之为契伦科夫辐射，就是它产生了你从核反应堆核心处看到的奇异的蓝光(最好站在安全距离以外)。电子会逐渐慢下来，这就是蓝光看上去离燃料棒不太远的原因。这种发光现象在空气中也会产生，但是要暗淡得多，因为光在空气中的速度和 c 非常接近，很少有电子的速度能到这么快。

契伦科夫辐射并不只是美丽而已，它还很有用：许多物理实验都试图寻找接近光速 c 的带电粒子。直接追踪这些粒子比较困难，但你可以架设一个水箱然后寻找契伦科夫辐射。你甚至可以使用它来研究粒子的能量高低以及它们的行进方向。

当然，这种蓝光还是一个有用的“别动！”警示牌 :)