Комптоновская длина волны

Ко́мптоновская длина волны

Величина размерности длины, характерная для релятивистских квантовых процессов; выражается через массу частицы т и универсальные постоянные h и с (h — Планка постоянная, с — скорость света): λ₀ = h/mc. Название К. д. в. связано с тем, что величина λ₀ определяет изменение длины волны Δλ электромагнитного излучения при комптоновском рассеянии (рассеянии на свободных электронах; см. Комптона эффект). Чаще К. д. в. называют величину (где ħ=h/2π). Для электрона ƛ₀ = 3.86151∙10^-11 см, для протона ƛ₀ = 2,10308∙10^-14 см.

К. д. в. определяет масштаб пространственных неоднородностей полей, при которых становятся существенными квантовые релятивистские процессы. Действительно, если рассматривается некоторое волновое поле, например электромагнитное, длина волны которого λ меньше К. д. в. электрона λ₀, то энергия квантов этого поля E = hυ (где υ = c/λ — частота) оказывается большей энергии покоя электрона mc² (E > hc/λ₀ = mс²) и, следовательно, в этом поле становится возможным и происходит рождение электрон-позитронных пар (см. Аннигиляция и рождение пар). Такие процессы порождения частиц описываются релятивистской квантовой теорией.

Т. к. измерение координаты частицы возможно с точностью до длины волны «освещающего», её «света», то ясно, что положение отдельной частицы можно определить лишь с точностью до К. д. в. этой частицы. К. д. в. определяет также расстояние, на которое может удалиться виртуальная частица (См. Виртуальные частицы) с массой т от точки своего рождения. Поэтому радиус действия ядерных сил (См. Ядерные силы) (переносчиком которых являются в основном виртуальные π-мезоны — самые лёгкие из сильно взаимодействующих частиц) по порядку величины равен К. д. в. π-мезона (λ₀~10^-13 см). Аналогично, поляризация вакуума за счёт рождения виртуальных электрон-позитронных пар (см. Вакуум физический, Квантовая теория поля) проявляется на расстояниях порядка К. д. в. электрона.

В. И. Григорьев.