Delbrück-spredning , Delbrück -spredning - spredning af fotoner på virtuelle fotoner af et stærkt elektromagnetisk felt (for eksempel på kernens Coulomb -felt ). Dette er den første af de forudsagte ikke-lineære effekter af kvanteelektrodynamik . Delbrück-spredning ændrer i modsætning til Compton-spredning ikke energien af en foton i en referenceramme, hvor feltvektorpotentialet ved spredningspunktet er lig nul. Delbrück-spredning kan forekomme både med konservering og med inversion af fotonspin .
En virtuel feltfoton (nederst til venstre) genererer et elektron-positron-par [1] (venstre og nederste side af kvadratet). Den indfaldende foton spredes på en af leptonerne , hvorefter den tilintetgør med sin antipartikel, hvilket giver anledning til en virtuel foton.
For lavenergifotoner er det spin-bevarende spredningstværsnit [2] :
og spredningstværsnittet med spin-inversion:
hvor er spredningsvinklen for fotonen, er ladningstallet for atomet, er elementet i rumvinklen , er den klassiske elektronradius .
Ved høje energier er det fremadgående spredningstværsnit:
hvor det første led i firkantede parenteser er ansvarligt for spredning uden at ændre spin, og det andet er for spin inversion.
Det samlede tværsnit af Delbrück-spredning ved har tendens til grænsen:
Fra 1932 til 1937 arbejdede Max Delbrück i Berlin som assistent for Lise Meitner , der samarbejdede med Otto Hahn om neutronstråling af uran . I denne periode skrev han flere artikler, hvoraf den ene, skrevet i 1933 , var et vigtigt bidrag til teorien om gammastrålespredning af Coulomb-feltet på grund af vakuumpolarisering forårsaget af dette felt. Hans konklusioner viste sig at være uanvendelige i netop dette tilfælde, men 20 år senere bekræftede Hans Bethe eksistensen af et sådant fænomen og kaldte det "Delbrück-spredning" [3] .
I 1953 observerede Robert Wilson Delbrück-spredningen af 1,33 MeV gammastråler i det elektriske felt af en blykerne .
I 2012 blev det første gang påvist, at Delbrück-spredning resulterer i et positivt brydningsindeks for gammastråler (med en fotonenergi på 0,7-2 MeV) i silicium . Det menes, at denne opdagelse kan føre til skabelsen af effektiv gamma-optik [4] [5] .