«Комптоновская длина волны»

величина размерности длины, характерная для релятивистских квантовых процессов; выражается через массу частицы т и универсальные постоянные h и с (h —Планка постоянная, с — скорость света): λ₀ = h/mc. Название К. д. в. связано с тем, что величина λ₀ определяет изменение длины волны Δλ электромагнитного излучения при комптоновском рассеянии (рассеянии на свободных электронах; см. Комптона эффект).Чаще К. д. в. называют величину ħ=h/2π).Для электрона ƛ₀ = 3.86151∙10^-11 см, для протона ƛ₀ = 2,10308∙10^-14 см.

К. д. в. определяет масштаб пространственных неоднородностей полей, при которых становятся существенными квантовые релятивистские процессы. Действительно, если рассматривается некоторое волновое поле, например электромагнитное, длина волны которого λ меньше К. д. в. электрона λ₀, то энергия квантов этого поля E = hυ (где υ = c/λ — частота) оказывается большей энергии покоя электрона mc²(E > hc/λ₀ = mс²) и, следовательно, в этом поле становится возможным и происходит рождение электрон-позитронных пар (см. Аннигиляция и рождение пар). Такие процессы порождения частиц описываются релятивистской квантовой теорией.

Т. к. измерение координаты частицы возможно с точностью до длины волны «освещающего», её «света», то ясно, что положение отдельной частицы можно определить лишь с точностью до К. д. в. этой частицы. К. д. в. определяет также расстояние, на которое может удалиться виртуальная частица (См. Виртуальные частицы) с массой т от точки своего рождения. Поэтому радиус действия ядерных сил (См. Ядерные силы) (переносчиком которых являются в основном виртуальные π-мезоны — самые лёгкие из сильно взаимодействующих частиц) по порядку величины равен К. д. в. π-мезона (λ₀Комптоновская длина волны10^-13 см). Аналогично, поляризация вакуума за счёт рождения виртуальных электрон-позитронных пар (см. Вакуум физический, Квантовая теория поля) проявляется на расстояниях порядка К. д. в. электрона.

В. И. Григорьев.

КОМПТОНОВСКАЯ длина волны - величина, имеющая размерность длины и указывающая область проявления релятивистских квантовых эффектов. Название связано с тем, что через комптоновскую длину волны выражается изменение длины волны электромагнитного излучения при эффекте Комптона. Для частицы массы m комптоновская длина волны l0~h/mc, где h - Планка постоянная, с - скорость света. Для электрона l0~3,86.10-11 см, для протона l0~2,10.10-14 см КОМПТОНОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР - прибор для определения спектра g-лучей по энергетическому спектру электронов, образующихся при эффекте Комптона.

КОМПТОНОВСКАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ

- параметр размерности длины, характерный для релятивистских квантовых процессов; выражается через массу m частицы и универсальные постоянные (h) и с:

Для электрона см ( см), для протона см ( см). Назв. "К. д. в." связано с тем, что величина определяет изменение длины волны эл.-магн. излучения в Комптона эффекте.

Частица, локализованная в области с линейными размерами , согласно неопределённостей соотношению, имеет квантовомеханич. неопределённость в импульсе и неопределённость в энергии , что достаточно для рождения пар частиц-античастиц с массой т. В такой области элементарная частица, вообще говоря, уже не может рассматриваться как "точечный объект", потому что часть времени она проводит в состоянии "частица + пары". В результате на расстояниях, меньших , частица выступает как система с бесконечным числом степеней свободы и её взаимодействия должны описываться в рамках квантовой теории поля (КТП) - в этом фундам. роль параметра , определяющего мин. погрешность, с к-рой может быть измерена координата частицы в её системе покоя. В частности, переход в промежуточное состояние "частица + пары", осуществляющийся за время , характерное для рассеяния света с длиной волны , при приводит к нарушению законов классич. электродинамики в комптон-эффекте.

В действительности во всех случаях размер области, где частица перестаёт быть "точечным объектом", зависит не только от её К. д. в., но и от К. д. в. других частиц, в к-рые данная частица может динамически превращаться. Но, напр., для лептонов, не обладающих сильным взаимодействием, переход в др. состояния маловероятен (можно сказать, что он происходит редко или требует большого времени). Поэтому лептонная "шуба" из пар является как бы прозрачной, и во мн. задачах лептоны с хорошей точностью могут рассматриваться как "точечные частицы". Для тяжёлого адрона, напр. нуклона, эфф. размер области, где начинает проявляться "шуба", значительно больше К. д. в. нуклона и определяется К. д. в. самого лёгкого из адронов - пиона (заметим, что ). В области с линейным размером порядка нуклоны с большой интенсивностью (из-за сильного взаимодействия) переходят в промежуточные состояния "нуклон + пионы", поэтому нуклон-ная "шуба", в отличие от лептонной, плотная.

Т. о., эфф. область, где частица перестаёт проявляться как "точечная", определяется не только соответствующими К. д. в., но и константами взаимодействия данной частицы с др. частицами (полями).

М. В, Терентъев,