Was ist ein "thermisches" Teilchen?

Ich habe in letzter Zeit verschiedene Verwendungen des Wortes „thermisch“ gesehen (z. B. in der Physik schwarzer Löcher), die mich fragen lassen, was die genaue Bedeutung von „thermisch“ in der Teilchenphysik ist. Es gibt zum Beispiel auch „thermische Neutronen“, sodass mein anfängliches Verständnis von „thermisch“ als verwandter „thermischer Strahlung“, also von Photonen fortgepflanzt, unzureichend erscheint.

Kann ich "thermisch" auf jedes Partikel anwenden, das das folgende Kriterium erfüllt?

Ein thermisches Teilchen ist ein freies Teilchen mit einer kinetischen Energie, die der wahrscheinlichsten Geschwindigkeit bei einer Temperatur von 290 K (17 °C oder 62 °F) entspricht, dh dem Modus der Maxwell-Boltzmann-Verteilung für diese Temperatur.

Oder sollte das Kriterium lauten:

Ein thermisches Teilchen ist ein freies Teilchen mit einer kinetischen Energie, die der wahrscheinlichsten Geschwindigkeit bei der Temperatur seiner Umgebung entspricht, dh dem Modus der Maxwell-Boltzmann-Verteilung für diese Temperatur.

Ihre Frage ist zu allgemein, um beantwortet zu werden. Diese Frage sollte meiner Meinung nach geschlossen werden.
@YashasSamaga - hat die Frage eingegrenzt.

Antworten (2)

Thermisches Teilchen ist ein Teilchen, das mit seinem Medium im thermischen Gleichgewicht steht. Zum Beispiel haben die in Kernreaktoren erzeugten Neutronen eine Energie in der Größenordnung von MeV, das entspricht einigen Milliarden K Temperatur. Nachdem sie die Wassermoleküle des Kühlwassers viele Male getroffen haben, sind sie so langsam, als wären sie ein Neutronengas mit der gleichen Temperatur (etwa 0,01 eV). Ihre Temperatur beeinflusst weitgehend ihre Reaktionen.

Die zweite Definition wäre also richtig?
@Frank Ja, das zweite ist genau, aber auch das erste ist nicht so schlimm. Zum Beispiel ist das Kühlwasser in einem Reaktor etwa 2-300°C heiß, daher könnten wir sagen, dass die thermischen Neutronen dort eine höhere Energie haben als in einem Labor bei Raumtemperatur. Aber es bedeutet nur, dass sie etwa 0,02 eV Energie statt 0,01 eV haben, während die Terminologie hauptsächlich in einem Kontext verwendet wird, in dem wir über Neutronen bis zum MeV-Regime sprechen. Was wichtig ist: thermisches Teilchen bedeutet thermisches Gleichgewicht mit seiner Umgebung, die nicht immer Raumtemperatur ist (wie die erste Definition sagt).
@Frank Hinweis, manchmal gibt es Experimente mit ultrakalten Neutronen mit kinetischer Energie des superfluiden He oder weniger. Wie ich weiß, bedeutet „thermisch“ in diesem Zusammenhang immer noch Raumtemperatur und dafür wird die Terminologie „kühl“ oder „ultrakühl“ verwendet. Also auch die erste Definition ist meiner Meinung nach in Ordnung.
Danke noch einmal! Was mir hier auffällt ist, dass „thermisch“ eigentlich nichts mit „Wärmestrahlung“ zu tun hat, oder zumindest nicht direkt. Es sind keine Photonen beteiligt, außer ich denke, wenn die Neutronen einen Teil ihrer Energie auf die umgebenden Moleküle / Atome übertragen ... die wiederum Photonen emittieren, wenn sie in ihren Grundzustand zurückkehren?
@Frank Beziehe dich direkt nicht, indirekt ja: Wenn eines der Teilchen im Medium elektromagnetisch interagiert, befindet sich um sie herum auch ein "Photonengas" mit der gleichen Temperatur. Und in der Praxis hat das ganze Experiment oder die Simulation nur in sehr seltenen Fällen nur elektrisch neutrale Teilchen (vielleicht könnten Neutrino- oder Dunkle-Materie-Berechnungen).

Thermisch bedeutet eine Art Strahlung (dh Photonen), die von einem Körper abgegeben wird, um seine eigene Temperatur zu senken. Es liegt im Allgemeinen im Mikrowellenbereich.

OK - was ist dann ein "thermisches Neutron"?
Thermal kann auch die kinetische Energie eines Teilchens im thermischen Gleichgewicht mit seiner Umgebung angeben. Thermische Neutronen sind Neutronen, deren KE ungefähr gleich ist wie bei anderen Teilchen in derselben Umgebung.
Was ist ein "thermisches" Teilchen?
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