Головоломка комптоновского рассеяния решена: новый подход к теории тестирования в квантовой механике

Когда американский физик Артур Комптон обнаружил, что световые волны ведут себя как частицы, в 1922 году, и может выбить электроны из атомов, во время эксперимента влияет, это событие стало знаковым для квантовой механики. Пять лет спустя, Комптон получил Нобелевскую премию за это открытие. Комптон использовал очень коротковолнового света с высокой энергией для своего эксперимента, что позволило ему пренебречь энергией связи электрона с ядром атома. Комптон просто предположил, по его расчетам, что электрон свободно отдыхал в пространстве.

В течение следующих 90 лет до настоящего времени, многочисленные эксперименты и расчеты были проведены с учетом комптоновского рассеяния, которые постоянно выявляются асимметрии и задали загадки. Например, было отмечено, что в отдельных экспериментах энергии, казалось, потерял, когда энергии движения электронов и частиц света (фотонов) после столкновения были по сравнению с энергией фотона до столкновения. Поскольку энергия не может просто исчезнуть, предполагалось, что в этих случаях, вопреки упрощенное предположение Комптона, влияние ядра на фотон-электрон столкновения может не быть забытыми.

Впервые в эксперименте влияние фотонов группа физиков под руководством профессора Дернера Рейнхард и докторант Макс Кирхер в Гете университета Франкфурта теперь одновременно наблюдается электронов и движение ядер. Для этого они облучали атомы гелия с X-лучи из рентгеновского источника Петра III в Гамбурге ускорительной установки «ДЭСИ». Они обнаружили электронов и заряженных остальной части атомов (ионов) в COLTRIMS микроскоп реакции, аппарат, который Дернера помогли разработать и который способен сделать сверхбыстрых реактивных процессов в атомах и видны молекулы.

Результаты оказались неожиданными. Во-первых, ученые отметили, что энергия рассеяния фотонов, конечно, законсервированы и частично переданы движения ядра (точнее, Ион). Кроме того, они также отметили, что электрон иногда выбивают из ядра, когда энергия сталкивающихся фотона на самом деле слишком мала, чтобы преодолеть энергию связи электрона с ядром. В целом, Электрон был только выбрасывается в направлении, можно было бы ожидать в бильярдный эксперимент по воздействию в двух третях случаев. Во всех других случаях, электрон, казалось бы, отраженного от ядра и иногда даже выбрасываются в противоположном направлении.

Дернера Рейнхард: «это позволило нам показать, что вся система фотон, выброшенного электрона и Иона колеблются по данным квантово-механических законов. Поэтому наши эксперименты дают новый подход к экспериментальной проверке квантовой механической теории комптоновского рассеяния, который играет важную роль, особенно в области астрофизики и физика рентгеновского излучения».

сделать разницу: спонсорские возможности