| Эта статья может быть слишком технической, чтобы ее могло понять большинство читателей . Пожалуйста, помогите улучшить его, чтобы он был понятен неспециалистам , не удаляя технических деталей. ( Апрель 2015 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
При рождении пар фотон создает пару электрон-позитрон. В процессе рассеяния фотонов в воздухе (например, в грозовых разрядах) наиболее важным взаимодействием является рассеяние фотонов на ядрах атомов или молекул . Полный квантово-механический процесс образования пар можно описать четырехкратным дифференциальным сечением, приведенным здесь: [1]
с
Это выражение можно получить, используя квантово-механическую симметрию между рождением пар и тормозным излучением . является атомным номером , постоянной тонкой структуры , приведенная постоянная Планка и скорость света . Кинетические энергии позитрона и электрона связаны с их полными энергиями и импульсами через
Сохранение энергии урожайности
Импульс от виртуального фотона между падающим фотоном и ядром:
где направления задаются через:
где - импульс падающего фотона.
Чтобы проанализировать связь между энергией фотона и углом излучения между фотоном и позитроном, Кён и Эберт интегрировали [2] четырехкратное дифференциальное сечение по и . Двойное дифференциальное сечение:
с
и
Это поперечное сечение может быть применено в моделировании Монте-Карло. Анализ этого выражения показывает, что в основном позитроны испускаются в направлении падающего фотона.
- ^ Бете, HA, Heitler, W., 1934. О остановке быстрых частиц и создании положительных электронов. Proc. Phys. Soc. Лондон. 146, 83–112
- ^ Коэн, К., Эберт, У. , Угловое распределение тормозных фотонов и позитронов для расчетов земных гамма-вспышек и позитронных лучей, Атмосфера. Res. (2014), т. 135–136, с. 432–465.