дельбрюковское рассеяние

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.

Лит.: Ахиезер А. И., Берестецкий В. Б., Квантовая электродинамика, 4 изд., M., 1981; Берестецкий В. Б., Лифшиц В. M., Питаевский Л. П., Квантовая электродинамика, 2 изд., M., 1980; Jаuсh J. M., Rоhrliсh P., The theory of photons and electrons, 2 ed., N. Y.-[a. o.], 1980. Л. И. Лапидус.

   <<      Предметный указатель      >>