Воронежской области в семье крестьянина. По окончании средней школы Павел 
поступает в Воронежский государственный университет, который окончил в 1928 
году. После этого Черенков поступил вначале на подготовительное, а затем в 1932 
году на основное отделение Физического (тогда Физикоматематического) института 
Академии наук СССР.
      В 1930 году Черенков женился на Марии Путинцевой, дочери профессора 
русской литературы. У них было двое детей.
      Начало научной деятельности Черенкова относится к 1932 году, когда он под 
руководством С.И. Вавилова приступил к изучению люминесценции растворов 
ураниловых солей под действием гаммалучей.
      Поначалу в полном соответствии с законом Вавилова–Стокса у Черенкова 
огромные гаммакванты источника излучения преобразовались в малые кванты 
видимого света, то есть люминесцировали.
      «Интересно, – рассуждал ученый, – как она изменится, если увеличить 
концентрацию? А если, наоборот, разбавить раствор водою? Важна, конечно, не 
общая картина, а точно выраженный физический закон».
      До поры до времени никаких сюрпризов: меньше растворено солей – меньше 
люминесценция.
      Далее рассказывает В.Р. Келер:
      «Наконец в растворе остаются лишь следы уранила. Теперь уж, разумеется, 
никакого свечения быть не может.
      Но что это?! Черенков не верит своим глазам. Уранила осталась 
гомеопатическая доза, а свечение продолжается. Правда, очень слабое, но 
продолжается. В чем дело?
      Черенков выливает жидкость, тщательно промывает сосуд и наливает в него 
дистиллированную воду. А это что такое? Чистая вода светится так же, как и 
слабый раствор. Но ведь до сих пор все были уверены, что дистиллированная вода 
неспособна к люминесценции.
      Вавилов советует аспиранту попробовать поставить вместо стеклянного сосуд 
из другого материала. Черенков берет платиновый тигель и наливает в него 
чистейшую воду. Под дном сосуда помещается ампула со ста четырьмя миллиграммами 
радия. Гаммалучи вырываются из крошечного отверстия ампулы и, пробивая 
платиновое дно и слой жидкости, попадают в объектив прибора, нацеленного сверху 
на содержимое тигля.
      Снова приспособление к темноте, снова наблюдение, и… опять непонятное 
свечение.
      – Это не люминесценция, – твердо говорит Сергей Иванович. – Это чтото 
другое. Какоето новое, неизвестное пока науке оптическое явление.
      Вскоре всем становится ясно, что в опытах Черенкова имеют место два 
свечения. Одно из них – люминесценция. Оно, однако, наблюдается лишь в 
концентрированных растворах. В дистиллированной воде под влиянием 
гаммаоблучения мерцание вызывается иной причиной…
      А как поведут себя другие жидкости? Может быть, дело не в воде?
      Аспирант наполняет тигель по очереди различными спиртами, толуолом, 
другими веществами. Всего он испытывает шестнадцать чистейших жидкостей. И 
слабое свечение наблюдается всегда. Поразительное дело! Оно оказывается очень 
близким по интенсивности для всех материалов. Четыреххлористый углерод светится 
всех сильнее, изобутановый спирт – всех слабее, но разница их свечений не 
превышает 25 процентов.
      Черенков пытается погасить свечение особыми веществами, считающимися 
сильнейшими гасителями обычной люминесценции. Он добавляет к жидкости 
азотнокислое серебро, йодистый калий, анилин… Эффекта (гасительного) никакого: 
свечение продолжается. Что делать?
      По совету руководителя он нагревает жидкость. На люминесценцию это всегда 
влияет сильно: она ослабевает и даже прекращается совсем. Но в данном случае 
яркость свечения не меняется ничуть. Выходит, здесь действительно какоето 
особое, доныне неизвестное явление? Какое же?»
      В 1934 году в «Докладах Академии наук СССР» появляются первые два 
сообщения о новом виде излучения: Черенкова, излагающего подробно результаты 
экспериментов, и Вавилова, пытающегося их объяснить.
      Таинственное свечение можно было видеть только в пределах узкого конуса, 
ось которого совпадала с направлением гаммаизлучения. Учтя это обстоятельство, 
молодой ученый поместил свой прибор в сильное магнитное поле. И тут же убедился,
 что поле отклоняет узкий конус свечения в сторону. Но это возможно лишь для 
электрически заряженных частиц, например электронов. Чтобы окончательно 
убедиться в этом, Черенков использовал другой вид излучения – беталучи, 
представляющих собою поток быстрых электронов. Он облучил ими те же жидкости, 
что и раньше, и получил такой же световой эффект, как при гаммаоблучении.
      Так было выяснено, что загадочное оптическое явление возникает только там,
 где налицо движение быстрых электронов.
      Объяснение механизма преобразования движения электронов в движение 
фотонов необычного свечения дали в 1937 году советские физики Франк и Тамм. 
Электроны летят быстрее, чем распространяется свет в данной среде, и в 
результате возникает необычное явление: порожденные электронами 
электромагнитные волны отстают от своих родителей и вызывают свечение.
      Вскоре появилась крылатая фраза: «Греки слышали голоса звезд, а в 
черенковском свечении слышны голоса электронов. Это поющие электроны».
      В 1935 году Черенков окончил аспирантуру и защитил кандидатскую 
диссертацию, после чего получил должность старшего научного сотрудника 
Физического института им. Лебедева АН СССР (ФИАН).