Sollte bei der Elektron-Photon-Compton-Streuung das gestreute Photon einen "Strahlungskegel" bilden?

Wenn wir uns ein Photon als etwas mehr Welle als Teilchen vorstellen, sollte es einen Kegel bilden, nachdem es von einem, sagen wir, Punktteilchen gestreut wurde, oder was auch immer ein Elektron möglicherweise sein könnte? Da das Elektron keine ebene Oberfläche hat, sollte es das Photon als Welle in mehr als nur eine Richtung streuen?

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Das Verhalten von Quantenobjekten hängt nicht davon ab, ob wir sie uns als Welle oder Teilchen vorstellen . Die Vorhersagen der Quantenmechanik sind fast immer Wahrscheinlichkeiten, so auch bei der Streuung zweier Quantenobjekte aneinander.

Die übliche Art, die Ergebnisse von Quantenstreuexperimenten darzustellen, ist als differentieller Wirkungsquerschnitt . Dies ist eine Funktion σ ( θ , ϕ ) das sagt Ihnen, wie wahrscheinlich es ist, dass ein Detektor schräg positioniert ist θ , ϕ (relativ zu einer willkürlichen Achse durch den Streupunkt) wird das Teilchen erkennen. Das ist fast genau dasselbe wie eine gewöhnliche Wellenfunktion – es ist nur eine Wahrscheinlichkeitsdichte für eine Positionsmessung am gestreuten Teilchen.

Die korrekte Berechnung des differentiellen Wirkungsquerschnitts für die Elektron-Photon-Streuung war einer der frühen Triumphe der Quantenfeldtheorie in Form der Klein-Nishina-Formel . Beachten Sie, dass diese Verteilung insbesondere für niedrige Energien des einfallenden Photons sehr weit von einem "Kegel" entfernt ist - das Photon hat eine erhebliche Wahrscheinlichkeit, nur in die Richtung zurückgestreut zu werden, aus der es gekommen ist.