Ich habe nur Fachartikel zu diesem Thema gefunden. Kennen Sie einen zugänglichen Artikel, der die Gesetze erklärt, die die Kollision eines Photons mit einem Proton regeln?
Würde die gleiche Formel auf das Phänomen der Streuung durch ein Elektron zutreffen, wenn wir uns ändern würden mit Masse des Elektrons:
Gilt das gleiche Gesetz für ein H-Atom und alle einatomigen Moleküle?
Für niedrige Photonenenergien ist das Verhalten dasselbe, obwohl offensichtlich die unterschiedliche Masse von Proton und Elektron die genauen Details beeinflusst.
Bei höheren Photonenenergien ändern sich die Dinge erheblich, denn anders als ein Elektron hat ein Proton eine Struktur und ist kein Elementarteilchen. Sehr allgemein gesagt, sobald die Photonenenergie mit der Bindungsenergie des Protons vergleichbar wird, beginnen sich die Dinge zu ändern, denn a) die Tatsache, dass Sie drei Punktladungen (die diskreten Quarks) anstelle einer einzelnen Punktladung haben, beginnt eine Rolle zu spielen, und b) Sie haben es mit gebundenen Ladungen zu tun, daher kommen angeregte Zustände, Energieniveaus usw. ins Spiel.
Betrachten Sie als Analogie die Streuung von Photonen an gebundenen Elektronen in Atomen. Im am wenigsten Compton-ähnlichen Szenario wird ein Photon absorbiert, wodurch ein Elektron auf einen höheren Energiezustand angehoben wird, und es wird dann durch Strahlung abgeregt, wodurch mehrere Photonen mit niedrigerer Energie emittiert werden. Das ist überhaupt nichts wie Compton-Streuung.
(Obwohl ich nicht vorgeben kann, genug über QCD zu wissen, um eine Vorstellung davon zu haben, wie Energieniveaus von Quarks in einem Proton aussehen könnten oder ob es tatsächlich welche gibt).
Abgesehen von der Frage, ob ein Elektron ein Elementarteilchen ist oder nicht, spielt es keine Rolle, solange die Energie des Photons, das am Elektron gestreut wird, eine Rolle spielt die Bindungsenergie der Teilchen, aus denen ein Elektron bestehen könnte, und bei den Wechselwirkungen mit der höchsten Energie, die wir beobachtet haben, gibt es keinen Hinweis auf eine Elektronenstruktur.
Es gibt ohnehin zusätzliche Komplikationen für sehr hochenergetische Photonen, die auch für die Compton-Streuung gelten, wie z. B. die Wahrscheinlichkeit für die Erzeugung von Teilchen-Antiteilchen-Paaren, was bedeutet, dass Compton-Streuung nicht das einzige ist, was passiert, sobald Sie über die Paarerzeugung hinausgehen Schwelle.
Ich würde vermuten, dass dies tatsächlich vor allen Protonenstruktureffekten zum Tragen kommen würde, solange das Photon unter der Paarproduktionsschwelle liegt ( MeV) verhalten sich Protonen abgesehen von der Masse wie eine einzelne Punktladung, ähnlich wie ein Elektron.
Ich beziehe mich auf meine MIT-Doktorarbeit (1962). Die Energieabhängigkeit des Streuquerschnitts zeigt einen großen Buckel bei einer Energie, die das Proton auf ein höheres Energieniveau anregt.
Ja, das Gesetz ist das gleiche für diese Teilchen, wobei Gravitationskräfte vernachlässigt werden, nur wegen der Größenordnung der Massen der Teilchen, von denen wir sprechen. Da diese Teilchen außer Fermikräften keine Kraft auf das Photon ausüben, ist das Gesetz gültig .
ACuriousMind