mécanique ondulatoire et effet compton

[kalish]

Bonjour, je me pose une question depuis longtemps, pour la désuète mécanique ondulatoire, toutes les particules possèdent une fréquence propre égale à, je me demandais si l'effet compton était plus efficace quand le rayonnement électromagnétique incident (pour un électron par exemple) était à cette fréquence propre dans le référentiel de l'électron.
Je me demande également si les neutrons sont sensibles à l'effet compton, puisque neutres globalement mais plein de charges quand on y regarde de plus près.


PS: personne n'aurait une thèse sympa à me filer?

Bonne journée.
-----

[kalish]

juste un petit up histoire de dire.

[mariposa]

Bonjour, je me pose une question depuis longtemps, pour la désuète mécanique ondulatoire, toutes les particules possèdent une fréquence propre égale à, je me demandais si l'effet compton était plus efficace quand le rayonnement électromagnétique incident (pour un électron par exemple) était à cette fréquence propre dans le référentiel de l'électron.

Bonne journée.

bonjour,

En effet la présentation classique de l'effet Compton est valable uniquement lorsque hv << m.c2.

Si cette condition n'est pas respectée il y a des effets de QED (intervention du positron) qui modifie la section efficace de diffusion électron-photon.

[kalish]

ok merci je chercherai dans un bon bouquin de qed pour plus de details alors, par contre pour la sensibilite du neutron au compton, personne ne veut m'eviter des efforts inutiles svp?

[A voir en vidéo sur Futura]

[mariposa]

ok merci je chercherai dans un bon bouquin de qed pour plus de details alors, par contre pour la sensibilite du neutron au compton, personne ne veut m'eviter des efforts inutiles svp?

Bonjour,


Des livres de QED , il y en a des tas, mais la plupart sont très théoriques et l'effet Compton risque d'être noyé dans les calculs (Il faut trouver un livre destiné aux expérimentateurs".

par contre ta question sur "la sensibilite du neutron au compton," demanderai quelques précisions.

[kalish]

ah desole je croyais que c'etait clair. Un neutron c'est neutre, et l'effet compton concerne a ma connaissance les particules chargees, mais un neutron est aussi compose de 3 quarks charges, et on peut au moins imaginer un dipole absorbant un rayonnement a une certaine frequence et egalement envisager que chaque quark puisse subir individuellement un effet compton. donc quid?

[GillesH38a]

bonjour,

En effet la présentation classique de l'effet Compton est valable uniquement lorsque hv << m.c2.

Si cette condition n'est pas respectée il y a des effets de QED (intervention du positron) qui modifie la section efficace de diffusion électron-photon.

pour etre un peu plus précis : la relation dynamique de l'effet Compton qui relie l'énergie à l'angle de diffusion (qui s'exprime par une variation de longueur d'onde ne dépendant que de l'angle , ) est rigoureusement valable dans tous les domaines d'énergie.


Ce qui n'est plus valable, c'est la valeur de la section efficace, c'est à dire la quantité de particules diffusée en fonction de l'angle : cette section efficace vaut la section efficace de Thomson à basse énergie (quand la fréquence est petite par rapport à mc2/h qui n'est autre que celle d'un photon de 511 keV), qui est la même que celle calculée par le rayonnement dipolaire d'un électron dans le champ d'une onde électromagnétique classique (calcul fait donc par Thomson bien avant la découverte du photon, et qui ne fait pas intervenir h) . A haute énergie, elle est modifiée par les effets de QED et a été calculée exactement par Klein et Nishina.

[mariposa]

ah desole je croyais que c'etait clair. Un neutron c'est neutre, et l'effet compton concerne a ma connaissance les particules chargees, mais un neutron est aussi compose de 3 quarks charges, et on peut au moins imaginer un dipole absorbant un rayonnement a une certaine frequence et egalement envisager que chaque quark puisse subir individuellement un effet compton. donc quid?

Cà ne pouvait pas être clair puisque l'effet Compton c'est par définition la collision d'un électron sur un photon.

Maintenant si tu considères qu'un neutron c'est 3 quarks tout dépend si tu fait collision avec un électron ou un photon et quel est le domaine d'énergie qui t'intéresse car suivant le domaine d'énergie la physique peut-être radicalement différente.


Par exemple un électron à très très haute énergie (>> 1GeV) va voir le neutron comme des quarks indépendants et comme les quarks ne peuvent pas être isolés le résultat de la collision va être une multitude de hadrons à la sortie avec d'autant plus de hadrons que l'énergie cinétique de l'électron initial sera élevé.

[Deedee81]

Salut,

Par exemple un électron à très très haute énergie (>> 1GeV) va voir le neutron comme des quarks indépendants et comme les quarks ne peuvent pas être isolés le résultat de la collision va être une multitude de hadrons à la sortie avec d'autant plus de hadrons que l'énergie cinétique de l'électron initial sera élevé.

J'ai cherché si je trouvais la section efficace photon - neutron pour voir sa tête (pour comparer à Compton). Mais je n'ai pas trouvé (quand à calculer ça, gasp, c'est nettement plus compliqué que Compton). Je présume qu'il faut avoir des photons très énergétiques pour avoir une section efficace raisonnable et je présume aussi qu'elle ne doit pas du tout ressembler à Compton.

Tu n'aurais pas cette section efficace ou un lien sur un tel résultat ?

[mariposa]

Salut,

Bonjour,

J'ai cherché si je trouvais la section efficace photon - neutron pour voir sa tête (pour comparer à Compton). Mais je n'ai pas trouvé (quand à calculer ça, gasp, c'est nettement plus compliqué que Compton). Je présume qu'il faut avoir des photons très énergétiques pour avoir une section efficace raisonnable et je présume aussi qu'elle ne doit pas du tout ressembler à Compton.

Tu n'aurais pas cette section efficace ou un lien sur un tel résultat ?

La section efficace photon-neutron est facile à calculer, il s'agit d'un calcul standard de perturbation dépendante du temps. Encore faudrait-il avoir la structure des états excités du neutron!

En fait je n'ai jamais vu quelque part cette structure et je me demande à quel point si ce problème est résolu (résolution au sens expérimental du terme). Il y a quelque chose là qui m'échappe totalement.

[invite8ef897e4]

Bonjour,

si l'on connait les facteurs de forme de Dirac et Pauli du neutron, il n'est pas tres difficile de calculer le terme dominant pour l'electroproduction d'un photon aux alentours de quelques GeV. Cette contribution dominante est le Bethe-Heitler, le photon etant emis par l'electron. La diffusion Compton est negligeable devant le BH vers l'avant (lorsque le photon est dans la direction du photon virtuel) la ou la section efficace est la plus grande. A plus grand angles, BH et Compton sont comparables, et vers l'arriere Compton domine.

Plus l'energie augmente, plus Compton est grand devant BH.

[kalish]

Bonjour, je ne pensais pas que c'etait reserve a l'electron:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Diffusion_Compton
J'ai du mal a comprendre comment les electrons qu'ils soient lies ou libres peuvent arriver a etre sensibles a toutes les frequences (en dehors de l'absorption du dipole noyau electron) alors que les quarks ne le seraient pas, je suis occupe a d'autres choses mais je chercherai de mon cote je vous remercie, c'est un peu dommage que le neutron ne resiste pas au contact avec des photons tres energetique, ca m'aurait arrange meme si je cherchais plutot une interaction avec des photons de basse energie. Je suppose que meme si la probabilite d'interaction est tres faible elle ne doit pas etre nulle non?

[invite8ef897e4]

Bonjour, je ne pensais pas que c'etait reserve a l'electron

Ce n'est pas reserve a l'electron, juste a un fermion.

[Deedee81]

Encore faudrait-il avoir la structure des états excités du neutron!

Justement, c'est ça le problème

J'ai déjà vu des calculs très haute énergie (processus inclusifs) où on considère les quarks comme quasi indépendant. Il y a des calculs de ce style dans le livre "particules élémentaires" de Nelipa, vers la fin. Mais j'ai touvé ça vraiment très ardu.

si l'on connait les facteurs de forme de Dirac et Pauli du neutron, il n'est pas tres difficile de calculer le terme dominant pour l'electroproduction d'un photon aux alentours de quelques GeV. Cette contribution dominante est le Bethe-Heitler, le photon etant emis par l'electron. La diffusion Compton est negligeable devant le BH vers l'avant (lorsque le photon est dans la direction du photon virtuel) la ou la section efficace est la plus grande. A plus grand angles, BH et Compton sont comparables, et vers l'arriere Compton domine.

Plus l'energie augmente, plus Compton est grand devant BH.

D'accord. Merci.

J'me disais bien que cela avait déjà du être calculé (d'autant que j'avais trouvé un truc du style mais dans le cas des quarks b... ce qui ne convient pas vraiment pour les neutrons ).

Grâce à ton explication, j'ai trouvé (ça intéressera peut-être Kalish) :

http://arxiv.org/abs/hep-ph/9902245
(mais ce n'est pas pour le neutron)

Et
http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=19960077
(mais accès payant)

Kalish, Mariposa n'a pas dit qu'il y n'y avait pas d'interaction photon - quark, seulement que le terme "effet Compton" était réservé à.... l'effet Compton (= diffusion d'un photon par un électron avec modification de la longueur d'onde).

[Deedee81]

Ce n'est pas reserve a l'electron, juste a un fermion.

Ben, les quarks et les neutrons sont des fermions, non ?

[kalish]

bon moi j'ai trouve moins scientifique:http://www.newton.dep.anl.gov/askasc...9/phy99192.htm
par contre j'ai un peu de mal avec le terme "electroproduction", je me disais bien que c'etait avec les particules chargees, mais quand a savoir si c'est du Compton, Raighley, Mie, Bethe-Heitler ou autre... je n'ai pas le niveau pour en discuter, quoi au'il en soit apparemment il faut de grosses energies pour que ce soit notable.

[kalish]

un peu en dehors de la physique des accelerateurs, http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=4169215


et http://www.springerlink.com/content/r453r12mt5t61m17/

[mariposa]

Bonjour,

si l'on connait les facteurs de forme de Dirac et Pauli du neutron, il n'est pas tres difficile de calculer le terme dominant pour l'electroproduction d'un photon aux alentours de quelques GeV. Cette contribution dominante est le Bethe-Heitler, le photon etant emis par l'electron. La diffusion Compton est negligeable devant le BH vers l'avant (lorsque le photon est dans la direction du photon virtuel) la ou la section efficace est la plus grande. A plus grand angles, BH et Compton sont comparables, et vers l'arriere Compton domine.

Plus l'energie augmente, plus Compton est grand devant BH.

Bonjour,

Si au extrait les facteurs de formes de l'expérience on devrait pouvoir proposer une structure des excitations du neutron comme on le ferait en physique atomique. Non?

Apparemment on ne connait que la distribution électronique rho(r) du neutron qui est celle du niveau fondamental. Quid des états excités?


Sauf erreur de ma part j'ai l'impression que l'on ne connait pas la structure des excitations du neutron, ni à partir de l'expérience, ni à partir de la théorie.

[kalish]

bon ben je me suis encore gache une apres midi la, mais: http://articles.adsabs.harvard.edu/c...&filetype=.pdf

[mariposa]

bon ben je me suis encore gache une apres midi la, mais: http://articles.adsabs.harvard.edu/c...&filetype=.pdf

Tu as une réponse partielle dans cet article qui concerne la diffusion des photons à basse énergie par un neutron. L'ingrédient qui manquait c'est la forme de l'hamiltonien d'interaction qui est celui de la composante magnétique du champ électromagnétique avec le moment magnétique du neutron (qui est connu);

[invite8ef897e4]

Apparemment on ne connait que la distribution électronique rho(r) du neutron qui est celle du niveau fondamental. Quid des états excités?

Il existe quelques programmes pour extraire ces distributions dans les etats excites a partir des spectres, cela ne fait que commencer. Par exemple on voit le recouvrement du proton et de la Roper (une resonance particulierement difficile theoriquement) dans la figure 5 de ce papier
The N* Physics Program at Jefferson Lab

[mariposa]

Il existe quelques programmes pour extraire ces distributions dans les etats excites a partir des spectres, cela ne fait que commencer. Par exemple on voit le recouvrement du proton et de la Roper (une resonance particulierement difficile theoriquement) dans la figure 5 de ce papier
The N* Physics Program at Jefferson Lab

Bonjour,



ca faisait un bout de temps que je me posais la question des états excités électroniques du proton et du neutron: RIen dans la littérature!!!

Donc tu me rassures totalement en montrant sur cet exemple que c'est totalement un sujet de recherche actuel. Je suppose qu'un jour certains vont se lancer à calculer ces états sur réseau (en supposant que cela soit possible au moins dans les principes).

donc encore merci