Рассеяние электронов

Не путать с дифракцией электронов .

Типы рассеяния
Наглядное описание того, как электронный пучок может взаимодействовать с образцом с ядром N и электронным облаком электронных оболочек K,L,M. Показаны прошедшие электроны и упругие/неупруго рассеянные электроны. SE — это вторичный , электрон выброшенный электроном пучка, испускающий характерный фотон (рентгеновское излучение) γ. BSE представляет собой то , , рассеянный назад есть электрон электрон, который рассеивается назад, а не проходит через образец.
Электрон ( и − , б − )
Частица	Электрон
Масса	9.109 382 91 (40) × 10 −31  кг 5.485 799 0946 (22) × 10 −4  в [ 1 822 .888 4845 (14) ] −1 в 0,510 998 928 (11) МэВ/ c 2
Электрический заряд	−1 и −1.602 176 565 (35) × 10 −19  С −4.803 204 51 (10) × 10 −10  я
Магнитный момент	−1,001 159 652 180 76(27   мкБ )
Вращаться	1 ⁄ 2
Рассеяние
Силы/Эффекты	Сила Лоренца , Электростатическая сила , Гравитация , Слабое взаимодействие
Меры	Заряд , ток
Категории	Упругое столкновение , Неупругое столкновение , Высокая энергия , Низкая энергия
Взаимодействия	и − — и − и − — с и − — и + и − — п и − — н и − — Ядра
Типы	Комптоновское рассеяние Моллеровое рассеяние Рассеяние Мотта Бхабха рассеяние Тормозное излучение Глубоко неупругое рассеяние Синхротронное излучение Томсоновское рассеяние

Рассеяние электронов происходит, когда электроны смещаются со своей первоначальной траектории . Это происходит из-за электростатических сил при взаимодействии материи или, если присутствует внешнее магнитное поле, электрон может отклоняться силой Лоренца . Такое рассеяние обычно происходит с твердыми телами, такими как металлы, полупроводники и изоляторы; и является ограничивающим фактором в интегральных схемах и транзисторах.

Рассеяние электронов имеет множество применений: от использования быстрых электронов в электронных микроскопах до очень высоких энергий в адронных системах, что позволяет измерять распределение зарядов нуклонов и структуру ядра . Рассеяние электронов позволило нам понять, что протоны и нейтроны состоят из более мелких элементарных субатомных частиц, называемых кварками .

Электроны могут рассеиваться в твердом теле несколькими способами:

• Совсем нет : рассеяния электронов вообще не происходит, и луч проходит прямо насквозь.
• Однократное рассеяние : когда электрон рассеивается только один раз.
• Множественное рассеяние : когда электрон(ы) рассеиваются несколько раз.
• Многократное рассеяние : когда электрон(ы) рассеиваются многократно.

Вероятность рассеяния электронов и степень рассеяния являются вероятностной функцией толщины образца и длины свободного пробега.

История

Принцип электрона был впервые теоретизирован в период 1838-1851 годов натурфилософом по имени Ричард Лэминг , который предположил существование субатомных частиц с единичным зарядом; он также представлял атом как «электросферу» из концентрических оболочек электрических частиц, окружающих материальное ядро.

Принято считать, что Дж. Дж. Томсон впервые открыл электрон в 1897 году, хотя другими известными участниками разработки теории заряженных частиц являются Джордж Джонстон Стоуни (который ввел термин «электрон»), Эмиль Вихерт (который первым опубликовал свое независимое открытие). электрона), Вальтер Кауфман , Питер Зееман и Хендрик Лоренц .

Комптоновское рассеяние было впервые обнаружено в Вашингтонском университете в Сент-Луисе в 1923 году Артуром Комптоном , получившим за это открытие Нобелевскую премию по физике 1927 года; Также следует упомянуть его аспиранта Ю. Х. Ву , который дополнительно подтвердил результаты. Комптоновское рассеяние обычно называют взаимодействием с электронами атома, однако ядерное комптоновское рассеяние действительно существует.

Первый эксперимент по дифракции электронов был проведен в 1927 году Клинтоном Дэвиссоном и Лестером Гермером с использованием того, что впоследствии стало прототипом современной системы LEED . Эксперимент смог продемонстрировать волнообразные свойства электронов, тем самым подтверждая гипотезу де Бройля о том, что частицы материи имеют волновую природу. Однако после этого интерес к ДМЭ уменьшился в пользу дифракции быстрых электронов.

до начала 1960-х годов, когда возродился интерес к LEED; Следует отметить, что в этот период следует упомянуть Х. Э. Фарнсворта , который продолжал развивать методы LEED.

История столкновений электрон-электронов высоких энергий начинается в 1956 году, когда К. О'Нил из Принстонского университета заинтересовался столкновениями высоких энергий и представил идею инжекции ускорителя(ов) в накопительное кольцо(я). Хотя идея столкновения пучков существовала примерно с 1920-х годов, только в 1953 году Рольф Видероэ получил немецкий патент на устройство встречных пучков .

Феномены

Смотрите также: Квантовая электродинамика

Электроны могут рассеиваться другими заряженными частицами за счет электростатических сил Кулона. Более того, если присутствует магнитное поле, бегущий электрон будет отклоняться силой Лоренца. Чрезвычайно точное описание всего рассеяния электронов, включая квантовый и релятивистский аспекты, даёт теория квантовой электродинамики.

сила Лоренца

Путь электрона со скоростью v, в магнитном поле B. движущегося Где пунктирный кружок указывает на магнитное поле, направленное из плоскости, а перечеркнутый кружок указывает на магнитное поле, направленное в плоскость.

Основная статья: сила Лоренца

Сила Лоренца, названная в честь голландского физика Хендрика Лоренца , для заряженной частицы q определяется (в единицах СИ ) уравнением:

$\mathbf {F} =q\mathbf {E} +q\mathbf {v} \times \mathbf {B}$

где q E описывает электрическую силу , возникающую из-за наличия электрического поля E , действующую на q .
А q v x B описывает магнитную силу , возникающую из-за существующего магнитного поля B , действующую на q , когда q движется со скоростью v .
Что также можно записать как:

$\mathbf {F} =q[-\nabla \phi -{\frac {d\mathbf {A} }{dt}}+\nabla (\mathbf {A} \cdot \mathbf {v} )]$

где $\phi$ – электрический потенциал , А – магнитный векторный потенциал .

Именно Оливеру Хевисайду приписывают в 1885 и 1889 годах первое получение правильного выражения для силы Лоренца q v x B . Хендрик Лоренц вывел и усовершенствовал эту концепцию в 1892 году и дал ей свое имя: объединение сил, обусловленных электрическими полями.
Переписав это как уравнение движения свободной частицы с зарядом q и массой m , получим:

$m{\frac {d\mathbf {v} }{dt}}=q\mathbf {E} +q\mathbf {v} \times \mathbf {B}$

или

$m{\frac {d\gamma \mathbf {v} }{dt}}=q\mathbf {E} +q\mathbf {v} \times \mathbf {B}$

в релятивистском случае с использованием лоренцева сжатия , где γ :

$\gamma (v)\equiv {\frac {1}{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}}$

это уравнение движения было впервые проверено в 1897 году в эксперименте Дж. Дж. Томсона по исследованию катодных лучей, который посредством искривления лучей в магнитном поле подтвердил, что эти лучи представляют собой поток заряженных частиц, ныне известных как электроны.

Вариации этой базовой формулы описывают магнитную силу, действующую на провод с током (иногда называемую силой Лапласа), электродвижущую силу в проволочной петле, движущейся через магнитное поле (аспект закона индукции Фарадея), и силу, действующую на частицу. которая может двигаться со скоростью, близкой к скорости света (релятивистская форма силы Лоренца).

кулоновская

Абсолютное значение силы F между двумя точечными зарядами q и Q связано с расстоянием r между точечными зарядами и простым произведением их зарядов. На диаграмме видно, что одноименные заряды отталкиваются, а разноименные притягиваются.

На изображении вектор F ₁ представляет собой силу, испытываемую q ₁ , а вектор F ₂ представляет собой силу, испытываемую q ₂ . При q ₁ q ₂ > 0 силы отталкивания (как на изображении), а при q ₁ q ₂ < 0 силы притяжения (напротив изображения). Величина сил всегда будет одинаковой. В этом случае: $\mathbf {F} =k{\frac {q_{1}q_{2}}{|\mathbf {r_{12}} |^{2}}}\mathbf {\hat {r_{12}}} ={\frac {q_{1}q_{2}}{4\pi \epsilon _{0}|\mathbf {r_{12}} |^{2}}}\mathbf {\hat {r_{12}}}$
где вектор,
${\boldsymbol {r_{12}}}={\boldsymbol {r_{1}-r_{2}}}$
- векторное расстояние между зарядами и, ${\boldsymbol {{\hat {r}}_{12}}}={{\boldsymbol {r_{12}}}/|{\boldsymbol {r_{12}}}|}$
(единичный вектор, указывающий от q ₂ до q ₁ ).
Векторная форма приведенного выше уравнения позволяет вычислить силу F _1, приложенную к q ₁ через q ₂ . Если вместо этого использовать r ₂₁ влияние на q ₂ , то можно обнаружить . Его также можно рассчитать, используя третий закон Ньютона : F ₂ = - F ₁ .

Основная статья: закон Кулона

Электростатическая кулоновская сила, также известная как кулоновское взаимодействие и электростатическая сила , названная в честь Шарля-Огюстена де Кулона , опубликовавшего результат в 1785 году, описывает притяжение или отталкивание частиц из-за их электрического заряда.

Закон Кулона гласит, что:

Величина электрической силы между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Величина электростатической силы пропорциональна скалярному кратному величине заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния (т. е. закон обратных квадратов ) и определяется выражением:

$F=k{\frac {|q_{1}q_{2}|}{r^{2}}}={\frac {|q_{1}q_{2}|}{4\pi \epsilon _{0}r^{2}}}$

или в векторной записи:

$\mathbf {F} =k{\frac {q_{1}q_{2}}{|\mathbf {r} |^{2}}}\mathbf {\hat {r}} ={\frac {q_{1}q_{2}}{4\pi \epsilon _{0}|\mathbf {r} |^{2}}}\mathbf {\hat {r}}$

где q ₁ ,q ₂ — два точечных заряда со знаком; r-hat — направление единичного вектора расстояния r между зарядами; k — постоянная Кулона , а ε ₀ — диэлектрическая проницаемость свободного пространства, определяемая в единицах СИ следующим образом:

$k={\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}\approx 8.988\times 10^{9}Nm^{2}{C^{-}}^{2}$

$\epsilon _{0}\approx 8.854\times 10^{-12}C^{2}N^{-1}m^{-2}$

Направления сил, действующих друг на друга со стороны двух зарядов, всегда лежат вдоль соединяющей их прямой линии (кратчайшего расстояния) и представляют собой векторные силы бесконечного радиуса действия; и подчиняются третьему закону Ньютона: они имеют одинаковую величину и противоположное направление.Далее, когда оба заряда q ₁ и q ₂ имеют один и тот же знак (либо оба положительные, либо оба отрицательные), силы между ними отталкиваются, а если они имеют противоположный знак, то силы притяжения. Эти силы подчиняются важному свойству, называемому принципом суперпозиции сил , который гласит, что если бы был введен третий заряд, то полная сила, действующая на этот заряд, представляет собой векторную сумму сил, которые были бы приложены другими зарядами по отдельности. Это справедливо для любое количество зарядов. Однако закон Кулона был сформулирован для зарядов в вакууме : если пространство между точечными зарядами содержит материю, то диэлектрическую проницаемость материи между зарядами необходимо учитывать следующим образом:

$F=k{\frac {|q_{1}q_{2}|}{\epsilon _{r}r^{2}}}$

где ε _r - относительная диэлектрическая проницаемость или диэлектрическая проницаемость пространства, через которое действует сила, и безразмерна.

Столкновения

Если две частицы взаимодействуют друг с другом в процессе рассеяния, после взаимодействия возможны два результата:

Эластичный

См. Также: Упругое рассеяние.

Упругое рассеяние – это когда столкновения между мишенью и падающими частицами имеют полное сохранение кинетической энергии. Это означает, что нет разрушения частиц или потери энергии из-за вибраций. то есть внутренние состояния каждой из частиц остаются неизменными. В связи с отсутствием разрушения упругие столкновения можно моделировать как происходящие между точечными частицами. принцип, который очень полезен для такой элементарной частицы, как электрон.

Неэластичный

Смотрите также: Неупругое рассеяние

Неупругое рассеяние - это когда столкновения не сохраняют кинетическую энергию. и поэтому внутренние состояния одной или обеих частиц изменились. Это происходит из-за того, что энергия преобразуется в вибрации, которые можно интерпретировать как тепло, волны (звук) или вибрации между составляющими частицами любой из сторон столкновения. Частицы также могут расщепляться, дополнительная энергия может быть преобразована в разрыв химических связей между компонентами.

Более того, импульс сохраняется как при упругом, так и при неупругом рассеянии. Другими результатами, помимо рассеяния, являются реакции, в которых структура взаимодействующих частиц изменяется с образованием двух или более, как правило, сложных частиц, а также создание новых частиц, которые не являются составляющими элементарных частиц взаимодействующих частиц.

Другие виды рассеяния

-

Рассеяние электронов на изолированных атомах и молекулах происходит в газовой фазе. Он играет ключевую роль в физике плазмы и химии, а также важен для таких приложений, как физика полупроводников. Рассеяние электрона-молекулы/атома обычно рассматривается с помощью квантовой механики. Ведущим подходом к вычислению сечений является использование метода R-матрицы .

Комптоновское рассеяние

Диаграмма комптоновского рассеяния Фейнмана

Основная статья: Комптоновское рассеяние

Комптоновское рассеяние , названное так в честь Артура Комптона, который впервые наблюдал этот эффект в 1922 году и принесло ему Нобелевскую премию по физике 1927 года; – неупругое рассеяние фотона высокой энергии на свободной заряженной частице.

Это было продемонстрировано в 1923 году путем пропускания излучения заданной длины волны (в данном случае рентгеновских лучей) через фольгу (углеродную мишень), которая рассеивалась способом, несовместимым с классической теорией излучения. Комптон опубликовалстатья в Physical Review, объясняющая это явление: «Квантовая теория рассеяния рентгеновских лучей легкими элементами» . Эффект Комптона можно понимать как неупругое рассеяние фотонов высокой энергии на отдельных электронах. когда падающий фотон отдает часть своей энергии электрону, тогда рассеянный фотон имеет меньшую энергию, меньшую частоту и большую длину волны в соответствии с соотношением Планка :

$E=h\nu =hf$

что дает энергию E фотона в терминах частоты f или ν и постоянную Планка h ( 6,626 × 10 ⁻³⁴  J⋅s = 4.136 × 10 ⁻¹⁵ эВ.с ). Изменение длины волны при таком рассеянии зависит только от угла рассеяния данной целевой частицы.

Это было важное открытие, сделанное в 1920-х годах, когда частицы (фотонная) природа света, предполагаемая фотоэлектрическим эффектом, все еще обсуждалась, эксперимент Комптона дал четкие и независимые доказательства поведения, подобного частицам.

Формула, описывающая комптоновский сдвиг длины волны из-за рассеяния, имеет вид:

$\lambda _{f}-\lambda _{i}={\frac {h}{m_{e}c}}(1-\cos \theta )$

где λ _f — конечная длина волны фотона после рассеяния, λ _i — начальная длина волны фотона перед рассеянием, h — постоянная Планка, m _e — масса покоя электрона, c — скорость света и θ — угол рассеяния фотона.

Коэффициент (1 - cos θ) известен как комптоновская длина волны , но на самом деле является константой пропорциональности для сдвига длины волны. Столкновение приводит к увеличению длины волны фотона где-то между 0 (для угла рассеяния 0°) и вдвое большей комптоновской длины волны (для угла рассеяния 180°).

Томсоновское рассеяние – это классическая упругая количественная интерпретация процесса рассеяния. и можно видеть, что это происходит с фотонами более низких, средних энергий. Классическая теория электромагнитной волны, рассеянной заряженными частицами, не может объяснить слабые сдвиги длины волны.

Обратное комптоновское рассеяние происходит, когда электрон движется, и имеет достаточную кинетическую энергию по сравнению с фотоном. В этом случае чистая энергия может передаваться от электрона к фотону. Обратный эффект Комптона наблюдается в астрофизике, когда фотон низкой энергии (например, космического микроволнового фона) отскакивает от электрона высокой энергии (релятивистского). Такие электроны производятся в сверхновых и активных ядрах галактик.

Моллеровое рассеяние

Диаграмма рассеяния Моллера Фейнмана

Основная статья: Мёллерово рассеяние

Рассеяние Мотта

Основная статья: рассеяние Мотта

Рассеяние бхабхи

Основная статья: Рассеяние Бхабхи

излучения

Основная статья: Бремстраль

Глубоконеупругое рассеяние

Основная статья: Глубоко неупругое рассеяние

Синхротронное излучение

Основная статья: Синхротронное излучение

Если заряженная частица, такая как электрон, ускоряется (это может быть ускорение по прямой или движение по искривленной траектории), частица испускает электромагнитное излучение. В накопителях электронов и круглых ускорителях частиц, известных как синхротроны , электроны изгибаются по круговой траектории и обычно испускают рентгеновские лучи. Это радиально излучаемое ( $\mathbf {a} \perp \mathbf {v}$) Электромагнитное излучение при ускорении заряженных частиц называется синхротронным излучением . Его производят в синхротронах с использованием изгибающих магнитов, ондуляторов и/или вигглеров .

Первое наблюдение было сделано в исследовательской лаборатории General Electric в Скенектади, штат Нью-Йорк, 24 апреля 1947 года на синхротроне, построенном командой Херба Поллака для проверки идеи принципа фазовой стабильности для радиочастотных ускорителей. Когда техника попросили осмотреть экранирование с помощью большого зеркала, чтобы проверить наличие искрения в трубке, он увидел яркую дугу света, исходящую от электронного луча. Роберту Ленгмюру приписывают признание этого синхротронного излучения или, как он назвал его, «швингеровского излучения» в честь Джулиана Швингера .

Классически излучаемая мощность P ускоренного электрона равна:

$P={\frac {2Ke^{2}}{3c^{2}}}a^{2}$

это следует из формулы Лармора ; где K – постоянная электрической проницаемости, e — заряд электрона, c — скорость света, а — ускорение.На круговой орбите, такой как накопительное кольцо, нерелятивистский случай представляет собой просто центростремительное ускорение. Однако внутри накопительного кольца ускорение сильно релятивистское и может быть получено следующим образом:

$a_{non-relativistic}={\frac {v^{2}}{r}}\rightarrow a_{relativistic}={\frac {1}{m}}{\frac {dp}{d\tau }}={\frac {1}{m}}\gamma {\frac {d(\gamma mv)}{dt}}=\gamma ^{2}{\frac {dv}{dt}}=\gamma ^{2}{\frac {v^{2}}{r}}$,

где v — круговая скорость, r — радиус кругового ускорителя, m — масса покоя заряженной частицы, p — импульс, τ — собственное время (t/γ), а γ — фактор Лоренца .Тогда излучаемая мощность становится:

$P={\frac {2Ke^{2}}{3c^{2}}}({\frac {\gamma ^{2}v^{2}}{r}})^{2}={\frac {2Ke^{2}}{3c^{2}}}{\frac {\gamma ^{4}v^{4}}{r^{2}}}$

Для высокорелятивистских частиц, скорость которых становится почти постоянной, γ ⁴ член становится доминирующей переменной при определении скорости потерь, что означает, что потери масштабируются как четвертая степень энергии частицы γmc. ² ; а обратная зависимость потерь синхротронного излучения от радиуса свидетельствует о необходимости строительства ускорителя как можно большего размера.

Удобства

SLAC

См. Также: Национальная ускорительная лаборатория SLAC.

Аэрофотоснимок Стэнфордского центра линейных ускорителей с детекторным комплексом на правой (восточной) стороне.

Стэнфордский центр линейных ускорителей расположен недалеко от Стэнфордского университета в Калифорнии. Строительство линейного ускорителя длиной 2 мили началось в 1962 году и было завершено в 1967 году, а в 1968 году были обнаружены первые экспериментальные доказательства существования кварков, что привело к присуждению Нобелевской премии по физике 1990 года, которую разделили Ричард Тейлор из SLAC, Джером И. Фридман и Генри Кендалл. из Массачусетского технологического института. Ускоритель имел мощность 20 ГэВ для ускорения электронов, и, хотя он и был похож на эксперимент по рассеянию Резерфорда, этот эксперимент проводился с альфа-частицами с энергией всего 7 МэВ. В случае SLAC падающей частицей был электрон, а мишенью - протон, и из-за короткой длины волны электрона (из-за его высокой энергии и импульса) он смог проникнуть в протон. Дополнение Стэнфордского позитронно-электронного асимметричного кольца (SPEAR) к SLAC сделало возможным дальнейшие подобные открытия, что привело к открытию в 1974 году частицы J/psi, которая состоит из парных очаровательных кварков и антиочаровательных кварков, и еще одной Нобелевской премии в области Физика в 1976 году.За этим последовало заявление Мартина Перла об открытии тау-лептона, за что он получил Нобелевскую премию по физике 1995 года.

SLAC стремится стать ведущей ускорительной лабораторией. осуществлять стратегические программы в области физики элементарных частиц, астрофизики элементарных частиц и космологии, а также их применения в открытии новых лекарств для лечения, новых материалов для электроники и новых способов производства чистой энергии и очистки окружающей среды. Под руководством Чи-Чанг Као, пятого директора SLAC (по состоянию на ноябрь 2012 г.), известного ученого-рентгенолога, пришедшего в SLAC в 2010 г. в качестве заместителя директора лаборатории Стэнфордского источника синхротронного излучения.

БаБар

См. Также: Эксперимент BaBar

— Стэнфордский источник света

См. Также: Стэнфордский источник света синхротронного излучения.

Другие научные программы, реализуемые в SLAC, включают:

• Передовые исследования ускорителей
• ATLAS/Большой адронный коллайдер
• Теория элементарных частиц
• EXO — Обсерватория обогащенного ксенона
• FACET - Установка для экспериментальных испытаний усовершенствованных ускорителей
• Космический гамма-телескоп Ферми
• Сумка4
• KIPAC - Институт астрофизики элементарных частиц и космологии Кавли
• LCLS — источник когерентного света линейного ускорителя
• LSST - Большой синоптический обзорный телескоп
• NLCTA — новый ускоритель испытаний на линейном коллайдере
• Стэнфордский институт PULSE
• SIMES - Стэнфордский институт материаловедения и энергетических наук
• Центр SUNCAT по изучению интерфейсов и катализу
• Super CDMS - поиск сверхкриогенной темной материи

RIKEN RI Beam Factory

См. Также: Завод радиоактивных изотопов.

RIKEN был основан в 1917 году как частный исследовательский фонд в Токио и является крупнейшим комплексным исследовательским институтом Японии. Быстро разрастаясь в размерах и масштабах, сегодня он известен высококачественными исследованиями в самых разных научных дисциплинах и включает в себя сеть исследовательских центров и институтов мирового уровня по всей Японии.

Фабрика пучков RIKEN RI , также известная как Центр RIKEN Nishina (наука, основанная на ускорителях), представляет собой исследовательский центр на базе циклотрона, который начал работу в 2007 году; 70 лет после первого в Японии циклотрона, созданного доктором Ёсио Нисиной , именем которого названа установка.

По состоянию на 2006 год на объекте имеется ускорительный комплекс тяжелых ионов мирового уровня. Он состоит из кольцевого циклотрона на К540 МэВ (RRC) и двух разных инжекторов: линейного ускорителя тяжелых ионов переменной частоты (RILAC) и циклотрона AVF на К70 МэВ (AVF). Он оснащен сепаратором осколков снарядов (RIPS), который обеспечивает пучки RI (радиоактивных изотопов) с энергией менее 60 а.е.м., самые интенсивные в мире пучки RI с легкой атомной массой.

Фабрика RI Beam Factory, находящаяся под контролем Центра Нишина, используется пользователями по всему миру, продвигающими исследования в области физики ядра, элементарных частиц и адронов. Содействие исследованиям применения ускорителей является важной миссией Центра Нишина и предусматривает использование как отечественных, так и зарубежных ускорительных мощностей.

НАПИСАНО

См. также: СКРИТ

Установка SCRIT (самоудерживающаяся радиоактивная изотопная ионная мишень) в настоящее время строится на лучевой фабрике RIKEN RI (RIBF) в Японии. Целью проекта является исследование короткоживущих ядер с помощью теста упругого рассеяния электронов для определения распределения плотности заряда, при этом первоначальные испытания проводятся на стабильных ядрах. Первое рассеяние электронов на нестабильных изотопах олова произошло в 2014 году.

Исследование короткоживущих радиоактивных ядер (РИ) методом рассеяния электронов никогда не проводилось из-за невозможности сделать эти ядра мишенью. теперь, с появлением нового метода самоограничения RI на первой в мире установке, посвященной изучению структуры короткоживущих ядер методом рассеяния электронов, эти исследования становятся возможными.Принцип метода основан на явлении захвата ионов, которое наблюдается на объектах хранения электронов. что отрицательно влияет на работу накопителей электронов.

Новая идея, которая будет использована в SCRIT, состоит в том, чтобы использовать захват ионов, чтобы сделать короткоживущие RI мишенью, как захваченные ионы на электронном пучке, для экспериментов по рассеянию. Эта идея была впервые подтверждена в ходе экспериментального исследования с использованием электронного накопителя Киотского университета, KSR; это было сделано с использованием стабильного ядра ¹³³ Cs в качестве мишени в эксперименте с энергией электронного пучка 120 МэВ, типичным запасенным током пучка 75 мА и временем жизни пучка 100 секунд. Результаты этого исследования были благоприятными: упруго рассеянные электроны из захваченного Cs были хорошо видны.

См. также

• эффект Зеемана
• Физика элементарных частиц
• Дифракция низкоэнергетических электронов
• Квантовая электродинамика
• R-матрица

Внешние ссылки

• Физика вслух: рассеяние электронов (видео)
• Brightstorm: Комптоновское рассеяние (видео)