Дельбрюковское рассеяние - процесс когерентного (без изменения частоты) рассеяния фотонов на кулоновском
поле атомного ядра (на виртуальных фотонах). Теоретически предсказано M. Дельбрюком
(M. Delbruck) в 1933. Впервые Д. р. наблюдалось в 1953 P. P. Вильсоном (R. R.
Wilson). Сечение Д. р. сосредоточено в осн. в области малых углов рассеяния.
Д.р. является нелинейным эффектом квантовой электродинамики. Его механизм
состоит в том, что фотон, налетающий на ядро, образует в его кулоновском поле
электрон-позитронную пару, к-рая аннигилирует, испуская фотон первонач. энергии.
Простейшая Фейнмана диаграмма, отвечающая Д.р., изображена на рис. Здесь
волнистые линии - фотоны, волнистые линии с крестиком (означающим кулоновское
поле) - виртуальные фотоны, петля соответствует рождению и аннигиляции е+е--пары.
Д. р. можно рассматривать как особый случай рассеяния света на свете (или фотона
на фотоне). Однако сечение Д. р. в
раз больше, чем сечение рассеяния фотонов фотонами, что облегчает эксперим.
наблюдение эффекта (здесь
,
Z - заряд ядра в единицах заряда протона е).
В области энергий фотонов
, где т -
масса электрона, для
- сечения рассеяния право- или левополяризов. фотонов без изменения спинового
состояния и для
-
сечения рассеяния фотонов, в результате к-рого право- или левополяризов. фотон
превращается в лево- или правополяризов. фотон, справедливы выражения
где
- угол рассеяния фотона, do - элемент телесного угла, r0
- классич. радиус электрона.
При высоких энергиях сечение
Д. р. вперёд равно:
Первый член определяется
мнимой, а второй - действит. частью амплитуды рассеяния. Действит. часть амплитуды
соответствует виртуальным е+е--парам, мнимая - образованию реальных
пар. Действит. часть амплитуды определяет сечение до энергий ~
10 МэВ, при
>
10 МэВ доминирует мнимая часть амплитуды. Ф-ла (3) справедлива для сечения в
области малых углов рассеяния
.
Полное сечение Д. р. для
фотонов большой энергии стремится к пост. пределу:.
Оно становится сопоставимым с сечением Комптона эффекта при энергиях
-10 ГэВ. Из-за характерной для Д. р. направленности вперёд дифференц. сечение
в области
0,01°
уже при
=300 МэВ
превосходит соответствующее сечение комптоновского рассеяния на три порядка.
Л. И. Лапидус
|
![]() |