Ein Photon streut ein Elektron in einem Winkel ... Bedeutet dies, dass das Elektron eine größere Fläche als das Photon hat?

Photonen und Elektronen sind Elementarteilchen im Standardmodell der Teilchenphysik, SM , einem Modell der Quantenfeldtheorie.

Sie sind per axiomatischer Definition punktförmige quantenmechanische Teilchen und ihr Verhalten wird durch die SM perfekt beschrieben. Ihre Streuung kann nur innerhalb dieses quantenmechanischen Rahmens beschrieben werden.

Da die SM also zu der großen Fülle von Teilchenphysikdaten passt und neue Beobachtungen vorhersagt, wird akzeptiert, dass das Elektron und das Photon keinen Querschnitt haben. Ihre Streuung ist auf das elektrische Feld des Elektrons und die Kopplung des Photons mit dem elektromagnetischen Feld zurückzuführen, wie durch die Feynman-Diagramme angegeben, die die Wahrscheinlichkeit der Streuung berechnen können, Beispiel :

Die Experimente haben der "Größe" des Elektrons eine experimentelle Grenze gesetzt, siehe dies als <$10^{-18 } m$, wodurch die Gültigkeit des Standardmodells eingeschränkt wird.

Ich denke, die Frage basiert auf einer sehr mechanistischen Idee der Streuung. IN Wirklichkeit ist Energie- und Impulserhaltung wichtig. Nimmt man der Einfachheit halber ein nicht-relativistisches Elektron an, heißt das

$$\frac{p_i^2}{2m} + \hbar ck_i = \frac{p_f^2}{2m} + \hbar ck_f,\\ \mathbf{p}_i + \hbar\mathbf{k}_i = \mathbf{p}_f + \hbar\mathbf{k}_f.$$ Um die Impulserhaltung (dh die zweite Gleichung) zu erfüllen, müssen der Anfangs- und der Endimpuls weder des Elektrons noch des Photons parallel sein. Tatsächlich gibt es einfach viel mehr Möglichkeiten, beide Erhaltungssätze zu erfüllen, wenn sie nicht parallel sind, also wenn Photon und Elektron unter einem Winkel gestreut werden.