L'effet Compton

On trouve quelques contradictions et dans la théorie de l'effet Compton, par exemple dans l'interprétation de deux faits-clés de la droite expérimentale: 1) la dispersion sur des électrons libres au repos; 2) la déclaration de l'existence des électrons fortement (!) liés à l'énergie des rayons X rigides tombants dépassant 1 Mev (?!). Il faut faire quelques remarques concernent le premier fait. Premièrement, aux températures réelles, la possibilité d'avoir la vitesse égale à zéro est minime même pour un électron libre et il faut considérer le mouvement arbitraire des électrons (la distribution réelle). En particulier le maximum ne doit pas être lié à la vitesse égale à zéro, mais à la vitesse la plus probable (et dans un atome - à la vitesse des électrons liés, qui est assez considérable). Deuxièmement il serait intéressant de prouver l'effet sur des faisceaux d'électrons selon toutes les trois grandeurs d'une manière indépendante (la balance complète): selon les angles, les énergies et la grandeur de particules. Faisons une remarque concernent le deuxième fait: il est étrange de ne pas arracher un électron (même un électron intérieur) aux grandes énergies déposées. Il est possible que l'effet Compton (comme et celui Mossbauer) doit être étudié sur un corps (ou un atome), considéré comme un tout selon certaines conditions de résonance (en prenant en compte les mécanismes concrets de l'absorption et de l'émission dans un atome). Pourtant des vagues dans l'influence du mouvement des électrons dans des atomes et l'influence de la température sur toutes les trois grandeurs, mesurées dans la même (!) expérience, restent.

On pourrait penser que dans le domaine des interactions électromagnétiques on a le moins de raisons de se méfier des équations relativistes du mouvement

$${d{\bf P}\over dt} = e{\bf E} +{e\over c}[{\bf v}\times {\bf B}]$$

et, par conséquent, de la possibilité de l'application des lois de la conservation aux processus de la collision. Néanmoins, faisons une série d'autres remarques sur la question de l'argumentation de la description relativiste de l'effet Compton. Une série d'ambiguïtés concernent les collisions des bulles, analogie au modèle "de billard" de Compton, a été déjà analysée ci-dessus. Etudions les expérience, trouvées dans des manuels standardisés, par exemple [27,30,40].

Notons que si le temps de la correspondance des moments d'enregistrement des quanta gamma et des électrons $\Delta t > 10^{-20}$ secondes, les expériences non seulement ne prouvent pas la simultanéité de l'émission des particules, mais ne permettent pas non plus de communiquer les particules avec une autre action de la dispersion. Une telle exactitude dépasse les possibilités même de la science contemporaine (c'est-à-dire ce n'est qu'une question de la "croix" et la statistique n'y fera rien).

Il est faux du point de vue méthodique d'appeler les électrons, qui prennent part à la dispersion, électrons libres, parce que si on l'admet, leur nombre doit est constant dans l'expérience. Pourtant on est obligé de considérer ce nombre comme changeant en dépendance de l'angle de la dispersion, et si cet angle est assez petit tous les électrons "deviennent" liés. En réalité tous les électrons participent au transfert de l’impulsion, ce qui est causé par leur mouvement dans un atome et prennent des quanta gamma une partie de l’énergie, parce que dans le système atomique ils étaient liés.

Une série d'aspects n'est pas évidente dans la théorie de l'effet Compton. Par exemple, quel est le rôle de la dispersion sur les noyaux, particules plus volumineuses que des électrons (c'est-à-dire, si l'interférence et son influence de l'émission dispersée sur les noyaux sont possibles?)? Pourquoi dans une expérience avec le lithium la courbe non-polarisée (Compton, Vou) est absente, mais elle doit exister toujours, pas exemple de la dispersion sur les noyaux? Pourquoi toutes les substances ont-elles deux maximums polarisés, disposés presque d'une manière symétrique par rapport à la courbe initiale, au lieu d'en avoir un?

En outre, toutes les pistes ne sont pas visibles comme elles le sont en théorie idéale, mais sont restituées par des moyens et des interprétations secondaires, c'est-à-dire que lors de la vérification des lois de la conservation on travaille avec des hypothèses statiques. Dans les expériences il n'y a pas de l'évaluation des probabilités des doubles-dispersions du modèle, bien que ces possibilités puissent être considérables, et le rôle du 'fond' dispersé maintes fois de toutes les parties de l'installation expérimentale n’est pris en compte nulle part. La précision des expériences, même de la définition de la section de la dispersion, n’est pas grande $\sim 10\%$ (et c'est la précision statistique!). Pour les expériences on choisit les cas les plus attirants (avantageux pour la théorie). Par exemple, dans l'expérience de Krein, Guertner et Tourine on a choisi 300 cas des 10 000 photos (est-ce peu?) et on a fait conclusion de la correspondance des données pour la section de la dispersion avec la formule Clein-Nichine-Tamm? Dans le cas des grandes épaisseurs des modèles (Colraouche, Compton, Tchao) il est évident qu'il faut prendre en compte l'influence des dispersions doubles. On voit aussi sur un schémas de l'expérience que le nombre de dispersions doubles est égal à celui le nombre de dispersions solitaires dans l’expérience de Szépézi et Bey. Si on ne prend pas en compte ce fait l'exactitude déposée de $17\%$ semble douteuse. Il semble étrange que dans l'expérience de Gofchtadter on fait des corrections (des ajustages) déclaratives suite à l'influence des facteurs différents. Et même après toutes ces corrections (des ajustements jusqu'à $30\%$!) on déclare l'exactitude égale à $15\%$.

En réalité, dans toutes les expériences on ne prend pas en compte les directions de la dispersion, mais on fixe le coup dans une certaine place dans l'espace. D'où vient que la confirmation expérimentale de l'interprétation de la TRR est assez douteuse. Par exemple dans l'expérience de Kross et Ramsey presque la moitié des points est hors de la courbe théorique même si on pend en compte des limites des accès déposées. Le fait que lors du transfert de l'appareil enregistreur du plan de la dispersion le nombre de coïncidences dans les actions de la dispersion reste considérable: dépasse la valeur de fond en trois fois, attire l'attention. Il est aussi étrange de comparer les expériences de Skobelnitz avec la théorie en utilisant le rapport de la grandeur de particules, dispersées aux angles différents $N_{0^{\circ}}^{10^{\circ}}/N_{10^{\circ}}^{20^{\circ}}$. C'est que chacune de ces grandeur (et le numérateur et le dénominateur séparément) représentes certaines grandeurs moyennes (effectives). Et commun peut-on comparer le rapport des grandeurs moyennes (deux expériences) avec le rapport des vraies grandeurs (la théorie) en général, sans faire appel à la théorie des fluctuations?

Pour l'argumentation théorétique plus complète de l'effet Compton on n'a pas besoin d'un collimateur pour des particules tombantes, mais des trois collimateurs pour le dégagement de chaque type des particules dispersées aux directions étroites. On a besoin aussi des absorbants, détruisant le fond. Il n'en restera "alors" que le problème de la répartition de toutes les particules selon les énergies. Dans, même l'effet Compton, semblant être purement relativiste, ne se confirme pas complètement dans les expériences.