Tritt 2→22→22\to 2 Teilchenstreuung in einer Ebene auf?

Ich lese ein Physik-Lehrbuch, das diese Annahme implizit im Umgang mit Photonen-Elektronen-Streuung verwendet. Im Allgemeinen verstehe ich nicht, warum das wahr ist. Ich kann mir beispielsweise vorstellen, dass die ersten beiden Teilchenimpulse die xy-Ebene und die zweiten beiden die xz-Ebene aufspannen, solange die z-Komponenten der Endimpulse gleich und entgegengesetzt sind.

Sie verwenden wahrscheinlich den Massenschwerpunktrahmen, in dem die Streuung in einer Ebene auftritt.
Sie können immer eine Lorentz-Transformation an einem Rahmen durchführen, bei dem die Streuung in einer Ebene liegt.
@Prahar Ich schaue speziell auf das QFT-Problem 9.1 von Schwartz. wo er denkt γ ϕ → γ ϕ in Skalar-QED im COM-Rahmen. Jetzt ist mir klar, dass es einen Rahmen gibt, in dem die Streuung in einer Ebene stattfindet. Aber ich verstehe nicht, warum es für den COM-Frame gilt.
@Javier (Ich habe auch versucht, dich zu markieren)
Es gilt im COM-Frame, weil die Anfangsgeschwindigkeiten parallel sind und daher keine Ebene definieren, sondern nur eine Linie, und dasselbe gilt für die Endgeschwindigkeiten. Daher definieren Anfangs- und Endgeschwindigkeiten eine Ebene.
@Dwagg - Impulserhaltung. Im Schwerpunktsystem bewegen sich die beiden einfallenden Teilchen entgegengesetzt zueinander (sie liegen also entlang einer einzigen Linie). Das Netto-3-Impuls ist Null. Durch die Impulserhaltung muss der Netto-3-Impuls der 2 ausgehenden Teilchen ebenfalls Null sein, sodass sich die ausgehenden Teilchen auch auf einer einzigen Linie entgegengesetzt zueinander bewegen müssen. Die beiden Linien (eingehend und ausgehend) schneiden sich am Kollisionspunkt. Überzeugen Sie sich jetzt, dass diese Geometrie (zwei sich schneidende Linien) notwendigerweise eine Ebene bildet. Dies ist dann die Kollisionsebene.

Antworten (2)

Sie haben Recht damit, dass es keinen Grund gibt, 2-Teilchen-Kollisionen auf eine Ebene zu beschränken. Wenn jedoch eines der Teilchen Masse hat, gibt es immer einen Bezugsrahmen, in dem die Aktion in einer Ebene stattfindet. Wenn Sie für die Elektron-Photon-Kollision zum Ruhesystem des Elektrons gehen, gibt es drei Impulsvektoren: den Impuls des Photons vor der Kollision, den Impuls des Photons nach der Kollision und den Impuls des Elektrons nach der Kollision. Um den Impuls zu erhalten, müssen diese drei Vektoren in derselben Ebene liegen.

Wenn Sie die Compton-Streuung untersuchen, dann sind die Elektronen in Experimenten an Atome gebunden, wodurch sie im Vergleich zum einfallenden Photon im Laborrahmen praktisch bewegungslos sind. Dies macht es gültig, das Problem in zwei Dimensionen zu untersuchen.

Nein, es ist nicht unbedingt in einem Flugzeug. Das Lehrbuch hat es für die Analyse vereinfacht. Erstens, wenn es immer in einem Flugzeug wäre, wäre das eine große Neuigkeit. Zweitens muss der Querschnitt (der senkrecht zur Partikelbewegung ist) zwei Dimensionen haben, damit eine Kollision möglich ist. Es gibt also zumindest eine gewisse dritte Dimension auf ihren Wegen.

Tritt 2→22→22\to 2 Teilchenstreuung in einer Ebene auf?
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