Dispersión elástica
dispersión elástica es una forma de dispersión de partículas en la teoría de la dispersión, la física nuclear y la física de partículas. En este proceso, la energía cinética de una partícula se conserva en el marco del centro de masa, pero su dirección de propagación se modifica (por interacción con otras partículas y/o potenciales), lo que significa que las dos partículas en la colisión no pierden energía.. Además, mientras que la energía cinética de la partícula en el marco del centro de masa es constante, su energía en el marco del laboratorio no lo es. Generalmente, la dispersión elástica describe un proceso en el que se conserva la energía cinética total del sistema. Durante la dispersión elástica de partículas subatómicas de alta energía, se produce una transferencia lineal de energía (LET) hasta que la energía y la velocidad de la partícula incidente se reducen a las mismas que las de su entorno, momento en el que la partícula se "detiene". #34;.
Dispersión de Rutherford
Cuando la partícula incidente, como una partícula alfa o un electrón, se difracta en el potencial de Coulomb de átomos y moléculas, el proceso de dispersión elástica se denomina dispersión de Rutherford. En muchas técnicas de difracción de electrones, como la difracción de electrones de alta energía por reflexión (RHEED), la difracción de electrones de transmisión (TED) y la difracción de electrones de gas (GED), donde los electrones incidentes tienen una energía suficientemente alta (>10 keV), la dispersión elástica de electrones se vuelve el componente principal del proceso de dispersión y la intensidad de la dispersión se expresan en función de la transferencia de momento definida como la diferencia entre el vector de momento del electrón incidente y el del electrón dispersado.
Dispersión elástica óptica
- En Thomson la luz dispersa interactúa con electrones (este es el límite de baja energía de la dispersión de Compton).
- En Rayleigh dispersando un medio compuesto de partículas cuyos tamaños son mucho más pequeños que la longitud de onda dispersa los laterales de la luz. En este proceso de dispersión, se conserva la energía (y por lo tanto la longitud de onda) de la luz del incidente y sólo se cambia su dirección. En este caso, la intensidad de dispersión es inversamente proporcional al cuarto poder de la longitud de onda recíproca de la luz.
Física de partículas nucleares
Para partículas con la masa de un protón o más, la dispersión elástica es uno de los principales métodos mediante los cuales las partículas interactúan con la materia. En energías relativistas, los protones, neutrones, iones de helio y iones HZE sufrirán numerosas colisiones elásticas antes de disiparse. Esta es una preocupación importante con muchos tipos de radiación ionizante, incluidos los rayos cósmicos galácticos, los eventos de protones solares, los neutrones libres en el diseño de armas nucleares y reactores nucleares, el diseño de naves espaciales y el estudio del campo magnético de la Tierra. Al diseñar un escudo biológico eficaz, se debe prestar la debida atención a la transferencia lineal de energía de las partículas a medida que se propagan a través del escudo. En los reactores nucleares, el camino libre medio del neutrón es crítico ya que sufre dispersión elástica en su camino para convertirse en un neutrón térmico de movimiento lento.
Además de la dispersión elástica, las partículas cargadas también sufren efectos de su carga elemental, que las repele lejos de los núcleos y hace que su trayectoria se curve dentro de un campo eléctrico. Las partículas también pueden sufrir dispersión y captura inelástica debido a reacciones nucleares. Los protones y neutrones hacen esto con más frecuencia que las partículas más pesadas. Los neutrones también son capaces de provocar fisión en un núcleo incidente. Los núcleos ligeros como el deuterio y el litio pueden combinarse en una fusión nuclear.