Может ли ускоренный «свободный» электрон поглотить фотон?

Я читал, что ускоренный свободный* электрон может поглотить фотон. Может ли кто-нибудь объяснить, почему это так, и если есть, предоставить математическое доказательство?

* Я думаю, что технически это больше не «бесплатно», так как оно ускорено.

Это похоже на то, как эффект Унру позволяет частицам распадаться через обычно запрещенные переходы: окружающее поле выглядит «горячее», чем без ускорения, и это может дать достаточно энергии, чтобы открыть новые каналы. То же самое может работать здесь.
@AndersSandberg Хорошая мысль, за исключением того, что это не запрещенный процесс. Единственный способ ускорить электрон — это поле, но при наличии поля эмиссия и поглощение не запрещены.

Ответы (3)

Фотоны и электроны являются квантово-механическими сущностями. Ускорение означает взаимодействие электрона с полем, получая dp/dt. Простейшей диаграммой Фейнмана, показывающей такое взаимодействие, является комптоновское рассеяние:

введите описание изображения здесь

Полное поглощение будет означать входящий фотон + электрон и исходящий только электрон. Этого не может быть, потому что электрон имеет фиксированную массу и не имеет возбужденных состояний, способных поглотить всю энергию фотона. Что может случиться, так это то, что большая часть энергии фотона становится кинетической энергией электрона в любой инерциальной системе отсчета, и, соответственно, фотон может иметь очень маленькую энергию, стремящуюся к нулю, но никогда не ноль.

Если уходящий (или входящий) фотон становится виртуальным, соединяясь с электрическим или магнитным полем, то кинематика должна включать в себя создателя поля в соображениях энергии-импульса, и электрон может поглотить всю энергию входящего фотона. баланс количества движения в его системе масс покоя воспринимается генератором поля, породившего виртуальный фотон.

Неважно, "ускорен" электрон или нет: эта проблема должна быть такой же, когда мы смотрим на начальную систему покоя электрона - она ​​должна подчиняться лоренц-инвариантности.

И в этой системе отсчета легко сделать вывод, что это невозможно, так как сохранение энергии и сохранение импульса не могут быть выполнены одновременно.

Ускоряющие системы отсчета не являются лоренц-инвариантными.
@safesphere это ускоренный электрон, не ускоряющий электрон.

Свободный электрон не может излучать фотон, а ускоряющийся электрон может и излучает. Поскольку квантовые процессы обратимы, концептуально электрон, ускоряющийся в магнитном (или электрическом) поле, может также поглощать фотоны. Законы сохранения соблюдаются за счет взаимодействия с полем (например, создаваемым электромагнитами в ускорителях частиц).

Ускорение электронов за счет поглощения фотонов в магнитном поле

Может ли ускоренный «свободный» электрон поглотить фотон?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v