Комптоновская длина волны
Compton Wavelength
Комптоновская длина волны − величина, имеющая размерность длины, характеризующая релятивистские квантовые процессы.
λкомп = h/mc,
комп
= ћ/mc,
где h − постоянная Планка, ћ = h/2π, с − скорость света, m − масса частицы.
Комптоновская длины волны определяет расстояние, на которое может
удалиться виртуальная частица массы m от точки своего рождения. Положение
отдельной частицы можно определить с точностью до комптоновской длины волны
этой частицы. Для локализации положения частицы массы m её нужно облучать
фотонами, имеющими длину волны λ меньшую, чем область локализации частицы,
что соответствует энергии фотона Е.
λ = h/p = hc/Е = hc/mc2 = h/mc = λкомп.
Фотоны могут рождать в области локализации λкомп частицы с
энергией Е = mc2. В области локализации λкомп частица
не может рассматриваться как точечный объект, потому что часть времени она
находится в состоянии частицы + пара «частица-античастица». Таким образом,
комптоновская длина волны определяет минимальную погрешность, с которой
может быть измерена координата частицы. То есть область локализации частицы
определена с точностью до её комптоновской длины волны.
Комптоновская длина волны электрона:
λ = h/mec = 24.26·10-13 м = 0.024
Å,
= ћ/mec = 3.861·10-13 м = 0.0038 Å.
Комптоновская длина волны протона:
λ = h/mpc = 13.21·10-16
м = 1.3 фм,
= ћ/mpc = 2.1·10-16 м = 0.21 фм.
Комптоновская длина волны протона определяет изменение длины волны фотона
при рассеянии на протоне в результате комптон-эффекта.
Радиус действия ядерных сил, переносчиком которых являются π‑мезоны,
определяется соотношением
R = λкомп = ћ/mπc ≈ 1.3 фм.
Таким образом, эффективная область, в которой локализована частица, определяется не только её комптоновской длиной волны, но и константами взаимодействий данной частицы с другими частицами.
См. также