Landau–Pomeranchuk–Migdal-effekten
Inom högenergifysik är Landau -Pomeranchuk-Migdal-effekten , även känd som Landau-Pomeranchuk-effekten och Pomeranchuk-effekten , eller helt enkelt LPM-effekten , en minskning av tvärsnitten av bremsstrahlung och parproduktion vid höga energier eller höga materiedensiteter . Den är uppkallad efter Lev Landau , Isaak Pomeranchuk och Arkady Migdal .
Översikt
En högenergipartikel som genomgår flera mjuka spridningar från ett medium kommer att uppleva interferenseffekter mellan intilliggande spridningsplatser . Från osäkerhet när den longitudinella momentumöverföringen blir liten kommer partiklarnas våglängd att öka, om våglängden blir längre än den genomsnittliga fria vägen i mediet (medelavståndet mellan spridningsplatserna) så kan spridningarna inte längre behandlas som oberoende händelser, detta är LPM-effekten. Bethe–Heitler-spektrumet för multipelspridningsinducerad strålning antar att spridningarna är oberoende, kvantinterferensen mellan successiva spridningar orsakade av LPM-effekten leder till undertryckning av strålningsspektrumet i förhållande till det som förutspåtts av Bethe–Heitler.
Undertryckningen sker i olika delar av emissionsspektrumet, för kvantelektrodynamik (QED) undertrycks små fotonenergier , och för kvantkromodynamik (QCD) undertrycks stora gluonenergier . I QED dominerar återspridningen av högenergielektronen processen, i QCD bär de emitterade gluonerna färgladdning och interagerar också med mediet. Eftersom gluonerna är mjuka kommer deras återspridning att ge den dominerande modifieringen av spektrumet.
Lev Landau och Isaak Pomeranchuk visade att formlerna för bremsstrahlung och parskapande i materia som hade formulerats av Hans Bethe och Walter Heitler (Bethe-Heitler-formeln) var otillämpliga vid hög energi eller hög materiedensitet. Effekten av multipel Coulomb-spridning av angränsande atomer minskar tvärsnitten för parproduktion och bremsstrahlung. Arkady Migdal utvecklade en formel som är användbar vid höga energier eller höga materiedensiteter som förklarade dessa effekter.
1994 bekräftade ett team av fysiker vid SLAC National Accelerator Laboratory experimentellt Landau-Pomeranchuk-Migdal-effekten.
Bibliografi
- Landau, LD; Pomeranchuk, I. (1953). "Tillämpningsgränser för teorin om bremsstrahlung elektroner och parproduktion vid höga energier". Dokl. Akad. Nauk Ser. Fiz . 92 :535.
- Migdal, AB (1956). "Bremsstrahlung och parproduktion i kondenserad media vid hög energi". Phys. Rev. _ 103 (6): 1811. Bibcode : 1956PhRv..103.1811M . doi : 10.1103/PhysRev.103.1811 .