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Wie man mit Partikelstreuung und Querschnittsgleichungen arbeitet

Wie man mit Partikelstreuung und Querschnittsgleichungen arbeitet - Dummys

Quantenphysiker nutzen große Teilchenbeschleuniger, um mehr über die Teilchenstreuung auf subatomarer Ebene zu erfahren. Man kann sich ein Streuexperiment in Form von Partikeln in und Partikeln aus vorstellen. Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel, bei dem Partikel in einem Stream von links gesendet werden und mit einem Ziel interagieren. die meisten von ihnen bleiben ungestreut, aber einige Teilchen interagieren mit dem Ziel und zerstreuen sich.

Streuung von einem Ziel.

Diejenigen Teilchen, die streuen, tun dies unter einem bestimmten Winkel in drei Dimensionen - das heißt, Sie geben den Streuwinkel als Raumwinkel an.

Die Anzahl der Teilchen, die in einem bestimmten

ist proportional zu einer sehr wichtigen Größe in der Streutheorie: der Differentialquerschnitt.

Der Differentialquerschnitt ist gegeben durch

und ist ein Maß für die Anzahl der pro Sekunde verstreuten Teilchen pro Sekunde

pro ankommendem Fluss. Der einfallende Fluss , J (auch als Stromdichte bezeichnet), ist die Anzahl der einfallenden Partikel pro Flächeneinheit pro Zeiteinheit. So

Der Differentialquerschnitt

hat die Abmessungen der Fläche, daher ist es angemessen, einen Querschnitt zu nennen. Der Querschnitt ist in etwa so groß wie das Bullauge, wenn Sie einfallende Partikel durch einen bestimmten Raumwinkel streuen.

Der -Differenzquerschnitt ist der Querschnitt für die Streuung auf einen bestimmten Raumwinkel. Der Gesamtquerschnitt

ist der Querschnitt für Streuungen jeglicher Art über einen beliebigen Winkel. Wenn also der Differentialquerschnitt für die Streuung auf einen bestimmten Raumwinkel dem Bullauge entspricht, entspricht der Gesamtquerschnitt dem gesamten Ziel.

Sie können den Gesamtquerschnitt mit dem Differentialquerschnitt in Beziehung setzen, indem Sie Folgendes integrieren: