حادث انتثار الفوتون والإلكترون

1997 عجائب الضوء والمادة تجريباً وتأويلاً

KFAS

انتثار الفوتون الإلكترون الفيزياء

لندرس الآن حادثاً آخر. نبدأ بفوتون وإلكترون وننتهي بفوتون وإلكترون. إن أحد الأساليب في وقوع هذا الحادث هو التالي: فوتون يمتصه إلكترون، الإلكترون يتابع سيره قليلاً ثم يصدر منه فوتون آخر.

يدعى هذا الحادث انتثار Scattering الفوتون (أو تبعثره) . عندما نرسم بيانات الانتثار ، ونجري حساباتها ، يجب إدخال بعض الإمكانيات الخاصة (شكل 63) .

ربما يصدر الإلكترون فوتونا قبل أن يمتص فوتونا (الرسم b). والإمكانية (c) أكثر غرابة: يُصدر الإلكترون فوتونا، ثم يرجع أدراجه في الزمن كي يمتص فوتوناً، وينطلق من جديد باتجاه الزمن.

إن طريق مثل هذا الإلكترون ، الذي ((يتراجع زمنياً)) يمكن أن يكون طويلاً. بما يكفي لظهوره في أثناء تجربة فيزيائية واقعية في المختبر. إن سلوكه مأخوذ في حسبان البيانات وفي المعادلة التي تعطي E (A إلى B) .

عندما نرصد أحد هذه الإلكترونات المنكفئة (التي تسلك في الزمن اتجاهاً يعاكس اتجاهنا فيه) نلاحظ أن له مظهر الإلكترونات العادية نفسه – يقال إن له ((شحنة موجبة)).

لو كنت أدخلت مفعولات الاستقطاب لرأيتم لماذا تبدو إشارة شحنة هذا الإلكترون معكوسة، مما يجعلها تبدو موجبة ) ويسمى ((بوزترون positron)) فالبوزترون جسيم نديد لـلإلكترون، إنه نموذج ل ((الجسيم المضاد antiparticle))

وهذه ظاهرة عامة. فلكل جسيم في الطبيعة سعة تتعلق بحركة متراجعة في الزمن، وله بالتالي جسيم مضاد. وعندما يلتقي جسيم جسيمه المضاد فإنهما يتفانيان معاً وتتشكل جسيمات أخرى (عموماً  فوتون أو اثنان في حال تفاني الكترون وبوزترون) .

وماذا بشأن الفوتونات؟ لقد ذكرنا أن الفوتون لا يتغير من مميزاته أي شيء عندما يتراجع نحو الماضي؛ فهو إذن جسيم نفسه المضاد. وهكذا ترون أي نوع من الحيل نلجأ إليه لإدخال الشذوذ في القاعدة!.

أريد أن أشرح لكم ماذا نرى في الإلكترون الذي يرجع القهقرى في الزمن ، نحن الذين نتطور في اتجاهه . ولأجل ذلك أقسم مستوى البيان الزمكاني إلى شرائح رقيقة بين ₀T و T₁₀ (شكــل 64) ، بخطوط موازية لمحور المكان.

أَنطلق من T₀ مع إلكترون يتحرك باتجاه فوتون يتحــرك، هو الآخر،  للقائه . وفجأة ، في T₃ ، يتحول الفوتون إلى جسيمين ، بوزترون وإلكترون جديد .

البوزترون لا يدوم طويلاً، بل يصدم الإلكترون القديم،  في T₅ ، ويتفانى معه مولِّدين فوتوناً جديداً. وفي أثناء ذلك يتابع ذلك الإلكترون الجديد طريقه في الزمكان.