Elektronenablenkung durch Licht

emes · Anmeldungsdatum: 12.06.2007 Beiträge: 1

Hallo Leute!

Wenn ich einen Strahl freier Elektronen durch einen hochintensiven Lichtstrahl schicke, wird der Elektronenstrahl dann abgelenkt (Compton-Effekt mit wirklich freien Elektronen)?

Viele Grüße,

emes

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ja

Dazu gibt es spannende aktuelle Forschungsergebnisse, die das experimentell geschafft haben, siehe z. B.

PRL 95, 035004 (2005)

, und die die Wechselwirkungsmechanismen, die dabei wirksam sind, erklären können (siehe die von diesem Paper zitierten Arbeiten).

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Ein endlicher Lichtpuls überträgt einen Impuls auf ein "wirklich freies Elektron".

Denn wenn du dir ein Elektron vorstellst, das sich an der rechten Flanke eines fokussierten Laserstrahls befindet, und das vom elektrischen Wechselfeld dieses Laserstrahls nach rechts und links hin- und herbeschleunigt wird, dann wackelt es immer mehr nach rechts, weil es links von einem stärkeren E-Feld nach rechts beschleunigt wird als rechts von dem dort schwächeren E-Feld nach links. Das Elektron bekommt also einen Impuls seitlich nach rechts aus dem Strahl hinaus.

(Das findest du zum Beispiel auch in Wikipedia unter http://de.wikipedia.org/wiki/Ponderomotorische_Kr%C3%A4fte )

Bei besonders hohen Lichtintensitäten treten im Fokus eines Lichtstrahls sogar Feldkomponenten in longitudinaler Richtung auf, die die Elektronen sogar auch kräftig in Richtung des Lichtstrahles beschleunigen können. (Dieser Effekt wurde in dem Paper oben gemessen.)

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Ob man das allerdings auch noch als Compton-Effekt bezeichnen möchte, ist vielleicht eine andere Frage, denn den Compton-Effekt kennen wir ja zunächst mal als Billardstoß zwischen einem einzigen Röntgenphoton (das rund 100000 mal mehr Energie hat als Lichtphotonen) und einem einzigen Elektron, also einen einzigen Stoß im Gegensatz zu dem "Masseneffekt", der aus der Wechselwirkung des Elektrons mit den vielen, vielen Photonen eines Lichtstrahles herrührt.