Эффект Ландау — Померанчука — Мигдала.
В физике элементарных частиц эффект Ландау — Померанчука — Мигдала (также известный как эффект Ландау — Померанчука, эффект Померанчука или эффект ЛПМ) описывает снижение эффективного сечения тормозного излучения и рождения пар при прохождении частиц высоких энергий через вещество. Назван в честь Льва Ландау, Исаака Померанчука и Аркадия Мигдала.
Описание[править | править код]
Когда высокоэнергетическая частица испытывает многократное мягкое рассеяние в среде, возникают интерференционные эффекты при её взаимодействии с близко расположенными центрами рассеяния. Вследствие принципа неопределённости, с уменьшением передачи продольного импульса длина волны частицы возрастает. Если эта длина волны превышает длину свободного пробега в среде (то есть среднее расстояние между центрами рассеяния), отдельные акты рассеяния уже нельзя рассматривать как независимые. В этом и заключается суть эффекта ЛПМ. Спектр Бете — Хайтлера для излучения, обусловленного многократным рассеянием, исходит из предположения о независимости рассеяний. Однако квантовая интерференция между последовательными рассеяниями, вызванная эффектом ЛПМ, приводит к подавлению спектра излучения по сравнению с предсказаниями модели Бете — Хайтлера.
Подавление проявляется в различных участках спектра: в квантовой электродинамике (КЭД) оно затрагивает фотоны малых энергий, а в квантовой хромодинамике (КХД) — глюоны больших энергий. В КЭД процесс определяется перерассеянием высокоэнергетического электрона, тогда как в КХД испускаемые глюоны, обладая цветовым зарядом, взаимодействуют со средой. Поскольку глюоны являются мягкими, их перерассеяние оказывает доминирующее влияние на изменение спектра.
Лев Ландау и Исаак Померанчук показали, что формулы для тормозного излучения и рождения пар в веществе, разработанные Хансом Бете и Вальтером Гайтлером (формула Бете — Хайтлера), неприменимы при высоких энергиях или высокой плотности материи. Эффект многократного кулоновского рассеяния на соседних атомах уменьшает сечения образования пар и тормозного излучения. Аркадий Мигдал разработал формулу, применимую при высоких энергиях или высокой плотности вещества, которая учитывает эти эффекты.
В 1994 году группа физиков из Национальной ускорительной лаборатории SLAC экспериментально подтвердила эффект Ландау — Померанчука — Мигдала.
Примечания[править | править код]