Атомная физика: радиационного давления с отдачей

Свет оказывает определенное давление на тело: на солнце паруса может сила космических зондов в будущем. Однако, когда частицы света (фотоны) нажмите индивидуальной молекулы и выбить электрон, молекула летит по направлению к источнику света. Атомной физики в университете имени Гете уже сейчас наблюдается впервые, подтверждающий 90-летней теории.

Еще в 16 веке великий ученый Иоганн Кеплер предположил, что солнечные лучи оказывают определенное давление, как хвост кометы, он наблюдается постоянно указывает в сторону от солнца. В 2010 году японский космический зонд IKAROS не использовали солнце паруса впервые для того, чтобы использовать силу солнечного света, чтобы набрать немного скорости.

Физически и интуитивно понятно, что давление света или излучения можно объяснить частиц характеристика света: световые частицы (фотоны) удар атомы тела и перенести часть собственного импульса (масса, умноженная на скорость) на то тело, который таким образом становится быстрее.

Однако, когда в 20-м веке физики изучили этот процесс передачи импульса в лаборатории во время экспериментов на фотоны определенной длины волны, который сбил отдельные электроны из атомов, они встретили удивительное явление: импульс вылетающих электронов была больше, чем у фотона, который ударил его. Это фактически невозможно, так как Исаака Ньютона было известно, что в системе, на каждую силу должна существовать равные, но противоположные силы: отдачи, так сказать. По этой причине, Мюнхенский ученый Арнольд Зоммерфельд заключил в 1930 году, что дополнительный импульс вылетающих электронов должна исходить от атома он ушел. Этот атом должен лететь в противоположную сторону; иными словами, к источнику света. Однако, это было невозможно измерить с помощью инструментов, доступных в то время.

Девяносто лет спустя физиков в команде докторант Свен Грундманн и профессора Дернера Рейнхард из Института ядерной физики удалось впервые в измерении этого эффекта с помощью микроскопа COLTRIMS реакция выработалась в Гете университета Франкфурта. Для этого они использовали рентгеновские лучи на ускорителях DESY в Гамбурге и ТХПН во французском Гренобле, для того, чтобы выбить электроны из гелия и молекулы азота. Они были выбраны условия, которые потребуют только одного фотона на электрон. В COLTRIMS микроскоп реакции, они смогли определить динамику электронов и заряженных атомов гелия и азота, которые называются ионами-с беспрецедентной точностью.

Профессора Дернера Рейнхард объясняет: «Мы смогли не только измерить ионный импульс, но и увидеть, откуда он взялся, а именно, от отдачи вылетающих электронов. Если фотоны в этих экспериментах столкновения имеют низкую энергию, импульсом фотона можно пренебречь для теоретического моделирования. С высокой энергией фотонов, однако, это приводит к неточностям. В наших экспериментах, мы сумели определения энергетического порога для импульса фотона не может быть пренебречь. Наш экспериментальный Прорыв позволяет нам сейчас ставят много вопросов, например, какие изменения, когда энергия распределяется между двумя или более фотонов».

сделать разницу: спонсорские возможности