Дельбрю́ківське розсі́ювання, розсіювання Дельбрюка — розсіювання фотонів на віртуальних фотонах сильного електромагнітного поля (наприклад, на кулонівському полі ядра). Перший із передбачених нелінійних ефектів квантової електродинаміки. На відміну комптонівського розсіювання, не змінює енергії фотона в системі відліку, в якій векторний потенціал поля в точці розсіювання дорівнює нулю. Може відбуватися як зі збереженням, так і з інверсією спіну фотона.

Механізм

Віртуальний фотон поля (внизу ліворуч) породжує електрон-позитронну паруУравнение Эйнштейна помогло создать материю из света // 17.08.2021 (ліва та нижня сторони квадрата). Фотон, що падає, розсіюється на одному з лептонів, після чого той анігілює зі своєю античастинкою, породжуючи віртуальний фотон.

Перетин розсіювання Для фотонів невеликих енергій переріз розсіювання зі збереженням спіну:

а переріз розсіювання з інверсією спіну:

де  — кут розсіювання фотона,  — зарядове число атома,  — елемент тілесного кута,  — класичний радіус електрона.

За високих енергій переріз розсіювання вперед дорівнює:

де перший доданок у квадратних дужках відповідає за розсіювання без змінення спіну, а другий — за інверсію спіну.

Повний переріз дельбрюківського розсіювання при прямує до межі:

Історія Від 1932 до 1937 рік Макс Дельбрюк працював у Берліні асистентом Лізи Майтнер, яка співпрацювала з Отто Ганом у дослідженні нейтронного випромінювання урану. В цей період він написав кілька праць, одна з яких, написана 1933 року, стала важливим внеском у теорію розсіювання гамма-променів на кулонівському полі завдяки поляризації вакууму, спричиненій цим полем. Його висновки виявилися незастосовними в цьому конкретному випадку, проте за 20 років Ганс Бете підтвердив існування такого явища і назвав його «дельбрюківським розсіюванням».

1953 року Роберт Вілсон спостерігав дельбрюківське розсіювання гамма-променів енергією 1,33 МеВ у електричному полі ядра свинцю.

2012 році вперше продемонстровано, що дельбрюківське розсіювання приводить до появи позитивного показника заломлення гамма-променів (з енергією фотона 0,7—2 МеВ) у кремнії. Вважають, що це відкриття може сприяти створенню ефективної гамма-оптики.

Див. також Комптонівське розсіювання Поляризація вакууму

Примітки

Література