Compton-effekten i astrofysik

Uanset hvordan vi forsøger at blive opmuntret af ufologer og science fiction forfattere, er kosmos en kugle af kolossale afstande, og stierne i det er tusinder af år gamle. Personlighedsfaktoren i sammenligning med disse måder er kolossalt lille. Viljen til en person foran disse afstande betyder ikke noget. Og med bitterhed må vi måske indrømme: Kosmos er ikke for mennesket. Men det forhindrer os ikke i at søge efter måder at forstå, hvad der sker i universet ved hjælp af de opdagelser, der er gjort på Jorden. Sådan, for eksempel som Compton-effekten.

Sprog af lys og matematik

Astrofysik forklarer verden kun gennem lys og matematik. Der er næsten ingen andre arbejdsredskaber til rådighed for forskere af denne specialitet. I de fleste tilfælde er astrofysikeren ikke i stand til at tage en prøve eller være et direkte vidne til processen. Og kun på forskellene i den teoretiske beregning etablerer videnskabsmanden sandheden. Nå, relativ sandhed, på det rette tidspunkt for udviklingen af videnskaben. Stadig uoverensstemmelser? Derfor er der arbejde for en stipendiatforsker eller en elev af denne forsker.

Fænomenets essens

Compton-effekten opstår, når en foton med høj energi kolliderer med et atom (oftere med et molekyle, fordi de fleste af stofferne på jordens overflade stadig er molekylære). Så kolliderer fotonet med atomet. Samtidig er den "berørte" side del med elektronerne af de ydre skaller. Kun dette er ikke begrænset til - strålingsbølgen spredt som følge af kollisionen ændrer frekvensen, og den klassiske teori om bølger kan ikke forstå dette fænomen, Compton-effekt.

Historisk baggrund

De begivenheder, der finder sted, viser Einsteins syn på fotonen som en partikel. Opdagelsen af effekten tog lang tid, og for ham modtog Compton Nobelprisen (nemlig i 1927). Opdagelsen af virkningen bidrog til forståelsen af lysets natur, selvom selve udtrykket "foton" blev oprettet i 1926. Derfor værdsatte kollegaerne Comptons resultat.

Konstanter er overalt

Comptons formel indeholder trigonometriske funktioner, fordi den eneste værdi, der er en variabel i denne formel, er vinklen på fotonets fald. Følgelig kan hele ligningen reduceres til en enkelt konstant 2, 42, som multipliceres med 10 i minus tolvte. Måleenheden er meter, det vil sige, det er et abstrakt udtryk for længden af skiftet. Faktisk blev det skabt for nemheds skyld.

Forstå de monstre

I astrofysik er det ikke Compton-effekten, der anvendes, men virkningen modsat den. Med kendskabet til dette fysiske fænomen blev det muligt at studere de såkaldte sorte huller. Den omvendte Compton-effekt består i, at elektroner, der bevæger sig ved lyshastighed i corona af et sort hul, kolliderer med lavenergifotoner og ændrer deres frekvens. Så videnskabsmænd kan oprette karakteristika ved et sort hul, estimere ca. de kvantitative processer, der forekommer i et par fusionerende sorte huller.

Sorte huller er ikke den eneste "patient", hvis egenskaber kan studeres af en astrofysiker ved brug af Compton-effekten. Selv på dette fænomen dømmer de galaksernes klynge, da partikler, der går forbi fotons kilder, ændrer frekvensen. Effekten af den beskrevne virkning udsættes også for baggrundsstråling - universets gamle stemme. Måske kan du forstå denne verden bedre, hvis du er opsat på astrofysik?