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和网友的讨论(5)

2已有 776 次阅读  2011-10-17 07:09   标签红外发散  软光子 

和网友的讨论(5

在看了我贴出的文章和对评审意见的答复后,racoon01的回音是:

先生(twxz):谢谢提供原始论文。我正在努力学习您的文章,暂时不会发表意见。因为对于红外发散与软光子的联系很模糊,所以请您提供一点线索。您文章里所引用的Hitler的书与Gould的论文都太早期了,网络上找不到,(也许省图书馆有,但我暂时没有时间去那里)。如有可能的话,请您直接解释一下吧。这里我收回对您多重compton散射观点的误解。光子与准自由电子碰撞,出射粒子既可以是电子和一个光子(这是Compton散射过程),也可以是电子和多个光子(这是您所说的多重compton散射过程)。物理上似乎都可能。只是不知道多重compton散射过程这个道的截面或者分支比有多大?如果普通compton散射过程的分支比远远大于您所说的过程,那么如何排除它对于观测结果的影响(换句话说,怎么确信测量的结果与普通compton散射无关?)?

racoon01的回音,我贴出如下回应。

首先谢谢您能如此深入和我探讨这个学术问题。关于红外发散与软光子的联系,根据量子电动力学,当光子和自由电子相互作用发生compton散射时,自由电子会从光子中获得一个反冲动量。而根据经典电动力学,当一个带电粒子动量发生改变时要发出电磁辐射。因此在compton散射过程中必然有第二个光子的发射。量子电动力学的计算表明,第二个光子的发射截面和它的频率成反比。如果它的频率是一个有限值,则第二个光子的发射截面要比compton散射截面小得多。但如果它的频率趋于0时,计算公式显示,第二个光子的发射截面趋于无穷大。这就是量子电动力学中的红外发散问题。频率趋于0的光子被成为软光子。
在我的非多普勒红移机制中提到的软光子发射过程和compton散射过程中的软光子发射过程还有一些不同。我的非多普勒红移机制中提到的软光子发射过程是对没有被compton散射的光子发生的量子过程,不是对已经发生compton散射的光子的量子过程。

当一束光子在通过一个稀薄的等离子体薄层时,由于compton散射截面很小,只有很小一部分光子被compton散射。绝大部分光子没有被compton散射,而是在原来入射方向继续向前传播。通常人们会认为,只有被compton散射了的光子才发生有和自由电子相互作用过程,而那些没有被compton散射的光子和自由电子之间不存在相互作用过程。我认为这样的看法是错误的。是把光子和自由电子的量子相互作用过程看成是经典刚体粒子的相互碰撞问题。根据量子相互作用理论,不管光子在通过稀薄的等离子体薄层时是否被自由电子compton散射,光子和自由电子之间都存在相互作用。只是被自由电子compton散射的光子在相互作用后发生了传播方向改变,而没有被自由电子compton散射的光子在相互作用后没有发生传播方向改变。

对被自由电子compton散射的光子,软光子发射产生的原因是在compton散射过程中被散射的光子给了自由电子一个反冲动量,而对没有被自由电子compton散射的光子,软光子发射产生的原因是在相互作用过程中,所谓自由电子并不是完全孤立存在,而是还存在有其它带电粒子。这些带电粒子对自由电子的作用导致了自由电子动量发生改变,从而产生软光子发射。

(注:我的这个回应被小木虫网站选为‘优秀’并得到一个EPI奖励。网友中racoon01 得到EPI奖励最多,有8个。racoon01虽然专业是中国近代史、现代史,但旁听过物理系两年课程,对物理问题很有研究,物理基础不错。是小木虫网站物理板块中得到EPI奖励最多的网友。他得到的EPI奖励比‘夕阳西下’版主所得到的还多)。

 

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发表评论 评论 (1 个评论)

  • 杨涛 2011-10-18 11:23
     
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