Algunas características del efecto de doble Compton directo e inverso aplicadas a la astrofísica
Autores: Dubrovich, Viktor; Zalialiutdinov, Timur
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Algunas características del efecto de doble Compton directo e inverso aplicadas a la astrofísica
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Física
Palabras clave
Aplicaciones astrofísicas
Dispersión inversa de doble Compton
Formalismo de matriz S de QED
Sección transversal
Divergencias infrarrojas
Fuente de fotones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
En el presente artículo, se considera el proceso de dispersión inversa de doble Compton (IDC) en el contexto de aplicaciones astrofísicas. Se asume que los dos fotones de rayos X duros emitidos por una fuente astrofísica son dispersados por un electrón libre y convertidos en un solo fotón suave de rango óptico. Utilizando el formalismo de la matriz S de la QED para la derivación de una sección transversal de la dispersión directa de doble Compton (DDC) y asumiendo condiciones de equilibrio detallado, se presenta una expresión analítica para la sección transversal del proceso IDC. Se muestra que, a energías fijas de los fotones incidentes, la sección transversal inversa no tiene divergencias infrarrojas, y su comportamiento está completamente definido por las características espectrales de la fuente de fotones en sí, en particular por el tiempo de interacción finito de la radiación con un electrón. Así, incluso para el proceso directo, el problema de resolver la divergencia infrarroja se refiere en realidad a una fuente física real de radiación en la que los fotones nunca son realmente ondas planas. Como resultado, el perfil de frecuencia física de la radiación dispersada tanto para los procesos DDC como para los IDC es una función de la intensidad y la forma de línea del campo de fotones incidentes.
Descripción
En el presente artículo, se considera el proceso de dispersión inversa de doble Compton (IDC) en el contexto de aplicaciones astrofísicas. Se asume que los dos fotones de rayos X duros emitidos por una fuente astrofísica son dispersados por un electrón libre y convertidos en un solo fotón suave de rango óptico. Utilizando el formalismo de la matriz S de la QED para la derivación de una sección transversal de la dispersión directa de doble Compton (DDC) y asumiendo condiciones de equilibrio detallado, se presenta una expresión analítica para la sección transversal del proceso IDC. Se muestra que, a energías fijas de los fotones incidentes, la sección transversal inversa no tiene divergencias infrarrojas, y su comportamiento está completamente definido por las características espectrales de la fuente de fotones en sí, en particular por el tiempo de interacción finito de la radiación con un electrón. Así, incluso para el proceso directo, el problema de resolver la divergencia infrarroja se refiere en realidad a una fuente física real de radiación en la que los fotones nunca son realmente ondas planas. Como resultado, el perfil de frecuencia física de la radiación dispersada tanto para los procesos DDC como para los IDC es una función de la intensidad y la forma de línea del campo de fotones incidentes.