基本介紹
- 中文名：逆康普頓散射
- 外文名：inverse Compton scattering
- 漢語拼音：ni-kangpudun sanshe
- 相關：康普頓散射
- 領域：物理學
- 簡述：光子獲得能量引起波長變短
定義,分類,天體物理學,
定義
康普頓在 1922～1923年研究X射線被電子散射時發現X射線波長會增長﹐這種現象稱為康普頓散射。這是高能光子 (X射線﹑γ 射線)與靜止或近似靜止電子相碰撞導致高能光子損失能量的一種散射現象。逆康普頓散射和康普頓散射一樣﹐都是光子與自由電子之間的一種彈性散射過程﹐只是能量傳遞方向正好相反。前者能量從電子傳遞給光子﹐後者從光子傳遞給電子。
分類
在宇宙空間和天體中﹐普遍存在各種各樣的低能光子﹐諸如射電光子﹑星光光子﹑微波背景光子﹔在高能天體附近和宇宙射線中﹐又經常存在高能電子。因此﹐逆康普頓散射在天體物理問題中具有重要意義。由於逆康普頓散射的作用﹐低能光子獲得能量而變成高能光子﹐這是宇宙X射線的來源之一。在一般條件 [E (mc )]下﹐光子能量約可提高γ倍﹐這裡m 為電子靜止質量﹔c 為真空中的光速﹔E 和 分別為散射前高能電子和低能光子的能量﹐而γ=E /mc 。逆康普頓散射作用的另一結果是﹐高能電子損耗能量而變成低能電子﹐喪失其作為高能電子的功能﹐因而逆康普頓散射可看作是一種與其他高能電子過程(尤其是同步加速輻射過程)的競爭機制。這種競爭可用同步加速輻射能耗率與逆康普頓散射能耗率之比來表達。低能光子場能密度愈大﹐逆康普頓散射就愈頻繁﹐提供給同步加速輻射的能量也就愈少。
天體物理學
逆康普頓散射在天體物理學上有重要意義。在X射線天文學中，黑洞周圍的吸積盤被認為會產生熱輻射。此輻射所產生的低能光子會與黑洞的暈中的相對論性電子發生逆康普頓散射，從而獲得能量。此現象被視為是吸積黑洞的X射線光譜（0.2-10千電子伏）中冪次項的成因。
當宇宙微波背景輻射穿過星系團周圍的熱氣體時，逆康普頓效應亦能被觀測到。宇宙微波背景輻射的光子被氣體中的電子散射到更高的能量去，即所觀測到的蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應。
