1 量子散射(碰撞)理论 研究对象:靶obstacle和空间的各向异性inhomogeneities对入射波的效应。 问题类型:
(1)直接问题。
从入射场和靶的知识研究散射场。
(2)逆问题。
通过对散射场和一些入射场的测量研究散射场。 物理图象:微观粒子之间的散射或称碰撞过程的研究,对于理解许多物理现象十分重要。
(1) 实验需要建立散射理论。许多复合粒子的内部结构、电荷分布等,就是通过散射实验给出的。核子、介子的夸克结构,由于目前在实验上还未找到自由夸克,也只能通过散射实验间接地予以论证,今年来的高能重离子碰撞之所以能引起巨大的关注,也是因为人们相信,有可能由此得出夸克、胶子等离子态。
至于高能宇宙线、气体放电、原子、分子物理的研究,散射过程更占着重要地位。
建立一套散射理论无论从实验上看,还是从使理论更加完整的角度上看,都是完全必要的。
(2) 散射过程最主要的特点:是散射粒子的波函数。
一般来说,其在无穷远处并不为零,能谱连续,入射粒子的能量通常是给定的。
(3) 散射过程中最感兴趣的是粒子被散射后的物理结果,即散射到各个不同方向,各个不同立体角的概率。
这些物理结果可以用微分散射截面以及总散射截面描述。
(4) 本章将分别介绍严格的形式理论。如Lippmann-Schwinger方程、Dyson方程、S矩阵理论、光学定理等及Born近似、低能散射的有效力程理论和黑核模型。 简要说明:
(散射过程的能量是连续的,散射过程是否改变粒子内部运动状态)
(1) Lippmann-Schwinger方程—出射波边界条件。
(2) Dyson方程---不依赖散射时的初始边界条件中入射波的方向,更具一般性,有利于讨论一些严格的理论问题。
(3) Born近似—除了特殊势外,必须作近似。成立的条件是什么? (4) 分波法---中心势。球坐标下分离变量,讨论径向方程的解。
弹性散射截面由相移决定。
(5) 低能中子和核子的散射、核力。
通过实验中得到的微分散射截面和入射能量的数据,作相移分析,反推出核力。