Σκέδαση Delbrück
αγγλικά : Delbrück scattering,
γαλλικά :
γερμανικά : Delbrück-Streuung
Η σκέδαση Delbrück είναι η σκέδαση ενός φωτονίου στο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ενός ατομικού πυρήνα και πήρε το όνομά του από τον βιοφυσικό Max Delbrück. Περιγράφεται από την κβαντική ηλεκτροδυναμική ως μη γραμμικό ηλεκτρομαγνητικό αποτέλεσμα λόγω της πόλωσης κενού και αποδείχθηκε πειραματικά.
Στην κλασική ηλεκτροδυναμική, ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα δεν μπορεί να σκεδαστεί από ένα πεδίο Coulomb επειδή τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία υπερτίθενται γραμμικά. Διαφέρει στην κβαντική ηλεκτροδυναμική, όπου η δημιουργία και ο αφανισμός των εικονικών σωματιδίων μετατρέπει το κενό σε μη γραμμικά πολωμένο ηλεκτρομαγνητικό μέσο (πόλωση κενού). Επομένως, στην κβαντική ηλεκτροδυναμική, υπάρχει μια πιθανότητα σκέδασης φωτονίων από ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, όπως επεσήμανε για πρώτη φορά ποιοτικά ο Max Delbrück το 1933 χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου των ατομικών πυρήνων. Εκείνη την εποχή ο Delbrück ήταν βοηθός της Lise Meitner, η οποία πραγματοποίησε τα αντίστοιχα πειράματα.
Διάγραμμα Feynman για τον τανυστή πόλωσης κενού δεύτερης τάξης
Η πρώτη θεωρητική εκτίμηση αυτού που ονόμασαν σκέδαση του Ντέλμπρουκ πραγματοποιήθηκε το 1952 από τους Hans Bethe και Fritz Rohrlich. Στη χαμηλότερη τάξη θεωρίας διαταραχών, η σκέδαση του Delbrück περιγράφεται από τον τανυστή πόλωσης κενού δεύτερης τάξης με δύο πραγματικά και δύο εικονικά φωτόνια. Ο πλήρης υπολογισμός του δημοσιεύτηκε από τους V. Costantini, B. de Tollis και G. Pistoni το 1971. Το σχετικό διάγραμμα Feynman με έναν κλειστό βρόχο τεσσάρων ηλεκτρονικών διαδoτών περιγράφει τη σκέδαση του Delbrück (δύο πραγματικά και δύο εικονικά φωτόνια , καθώς και τη διάσπαση των φωτονίων (τρία πραγματικά και ένα εικονικό φωτόνιο) και τη σκέδαση των φωτονίων ( τέσσερα πραγματικά φωτόνια), και τα δύο δεν μπορούσαν να αποδειχθούν πειραματικά λόγω του μικρού τους μεγέθους. Υπάρχουν τώρα πολύ καλές ενδείξεις για σκέδαση φωτονίων στα δεδομένα από το πείραμα Atlas στο CERN.
Στην περίπτωση βαριών πυρήνων με μεγάλο ατομικό αριθμό Ζ, η θεωρία διαταραχών δεν παρέχει καλή προσέγγιση για τη σκέδαση του Delbrück επειδή η πόλωση κενού σε ένα ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο δεν περιγράφεται πλέον καλά από χαμηλές προσεγγίσεις της θεωρίας διαταραχών. Αυτή η υπόθεση διερευνήθηκε από τους Hung Cheng και T. T. Wu το 1969.
Η σκέδαση του Delbrück παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 1953 από τον Robert R. Wilson κατά τη διάρκεια της σκέδασης της ακτινοβολίας γάμμα με ενέργεια 1,33 MeV σε ατομικούς πυρήνες μολύβδου. Μια μέτρηση σε διάφορους ατομικούς πυρήνες με διαφορετικούς ατομικούς αριθμούς Ζ παρουσιάστηκε από τους U. Stierlin, W. Scholz και Bogdan Povh το 1962. Μια πιο πρόσφατη μέτρηση σε υψηλότερες ενέργειες από το 1973 στο DESY είναι συμβατή με τις θεωρητικές προβλέψεις των Cheng και Wu.
Προσθήκη:
Αυτή η μέτρηση ] πραγματοποιήθηκε στο DESY (Αμβούργο). Αντιστοιχεί στην περίπτωση της ακραίας σκέδασης προς τα εμπρός, στην οποία μόνο το φανταστικό μέρος του πλάτους σκέδασης συμβάλλει (σκέδαση σκιών). Ο υπολογισμός των Cheng και Wu αντιστοιχεί σε μια προσέγγιση που επαληθεύτηκε αργότερα από τους Milstein και Strakhovenko . Αυτοί οι συγγραφείς ξεκινούν από μια σχεδόν κλασική προσέγγιση που διαφέρει σημαντικά από εκείνη των Cheng και Wu . Ωστόσο, θα μπορούσε να αποδειχθεί ότι και οι δύο προσεγγίσεις είναι ισοδύναμες και οδηγούν στο ίδιο αριθμητικό αποτέλεσμα. Η τελική απόδειξη της σκέδασης του Delbrück πραγματοποιήθηκε το 1975 στο Γκέτινγκεν με ενέργεια 2.754 MeV . Με αυτήν την ενέργεια, η διαφορική διατομή κυριαρχείται από το πραγματικό μέρος του πλάτους σκέδασης του Delbrück, το οποίο παρεμβαίνει σε μικρότερες συνεισφορές από ατομική και πυρηνική σκέδαση Rayleigh. Σε αυτό το πείραμα, ο ακριβής υπολογισμός που βασίστηκε στο γράφημα Feynman επαληθεύτηκε για πρώτη φορά. Η υψηλή ακρίβεια που επιτεύχθηκε τόσο στη θεωρητική πρόβλεψη όσο και στο πείραμα κατέστησε δυνατή την απόδειξη ότι, εκτός από τη χαμηλότερη σειρά (βλέπε το γράφημα Feynman που φαίνεται), υπάρχει επίσης μικρότερη ποσότητα της επόμενης ανώτερης τάξης. Το 1979, για πρώτη φορά στο Γκέτινγκεν, καθαρά διασπαρμένη σκέδαση του Delbrück, δηλ. σκέδαση του Delbrück μπόρεσε να εντοπιστεί κάτω από το όριο παραγωγής για ζεύγη ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων. Προς το παρόν, πραγματοποιούνται ακριβείς έρευνες σχετικά με τη σκέδαση υψηλής ενέργειας του Delbrück, στο Ινστιτούτο Πυρηνικής Φυσικής του Μπάντκερ στο Νοβοσιμπίρσκ (Ρωσία) . Με τη συσκευή ROKK-1M του VEPP-4M, η διάσπαση φωτονίων εντοπίστηκε για πρώτη φορά, στην οποία ένα από τα δύο εικονικά φωτόνια που ανταλλάχθηκαν με τον πυρήνα κατά τη διάρκεια της σκέδασης του Delbrück εκπέμπεται ως πραγματικό φωτόνιο .
Hellenica World - Scientific Library
Από τη ελληνική Βικιπαίδεια http://el.wikipedia.org . Όλα τα κείμενα είναι διαθέσιμα υπό την GNU Free Documentation License
