Сугубо физическая заметка, даже не слишком популяризованная!!!
Все граждане, не помнящие школьной физики и НЕ ЖЕЛАЮЩИЕ её вспоминать, могут со вздохом облегчения закрыть эту страницу и погрузиться в нечто более приятное (по вкусу).
(Продолжение темы "Ионизация - Шмионизация")
В той заметке был задан простенький вопрос:
Почему высокоэнергичные рентгеновские и гамма кванты, которые являются так называемым "Ионизирующим излучением", в камере Вильсона, пузырьковой камере или толстослойных фотопластинках остаются невидимыми? Не визуализуются в виде некого следа, трека? В то время, как заряженные частицы - визуализуются, Оставляют всякие туманные, пузырчатые или "засвеченные" дорожки. Они, эти кванты, ведь тоже ДОЛЖНЫ ионизировать вещество, через которое проходят и оставлять дорожку-трек!!! И даже "ливень" выбитых им из атомов электронов.
Одно воззможное объяснение сводится к тому, что вся эта "теория" образования туманных или других следов вдоль ионизируемой дорожки, оставляемой заряженной частицей, НЕВЕРНА!
И, следовательно, надо придумать некое разумное и логичное, ДРУГОЕ, объяснение образования туманных треков и прочих "следов".
Другое, что она верна и следует искать причину, почему энергичное излучение, проходя через вещество, тем не менее, НЕ ИОНИЗИРУЕТ его! И поэтому след квантов в веществе НЕ визуализуется.
Итак, ПОЧЕМУ?
Этому посвящена нижеследующая заметка - гипотеза - предположение.
Сразу скажу, что в ней немало "слабых" мест и уязвимых допущений.
Кванты электромагнитного излучения взаимодействуют с атомами, их электронными оболочками и с самими ядрами, в одном и только в одном случае:
Если энергия данного кванта СОВПАДАЕТ с некой возможностью её поглощения - переходом электрона с одного энергетического уровня на другой, или схожим переходом ядра. Квант НЕ МОЖЕТ РАЗДЕЛИТЬСЯ, то есть часть своей энергии отдать на вышеуказанный переход, а частью "пролететь мимо". Здесь действует правило, которое в нейрофизиологии сформулировал ещё девятнадцатом веке французский физиолог Дюбуа-Реймон "Всё или ничего". То есть или квант провзаимодействует с электронной оболочкой или ядром, или не провзаимодействует. Никаких "частичных" взаимодействий здесь не реализуется.
Если мы примем это допущение, то оно сразу объясняет, почему высокоэнергичные кванты проходят через вещество "бесследно", его не ионизируя, и лишь на неком финальном участке, взаимодействуя с полем ядра, рождают пару частица-античастица. Просто энергия кванта такова, что никакого "совпадения -резонанса" с возможной "потребностью" в ней НЕТ! Поэтому на всех визуализациях этого события, пара рождается вроде бы "из ничего", след фотона, её породившего, в неё превратившегося, не виден!
На это, как и было сказано выше, можно сразу возразить: А почему этот энергичный квант не вызвал события "рассеяния на свободном или связанном электроне", так называемое Комптоновское рассеяние, которое точно должно было бы визуализоваться следом энергичного (сильно ускоренного импульсом кванта) электрона? В этом случае никаких "всё или ничего" не требуется. Происходит некий свободный обмен энергиями фотона и электрона. Электрон получает некий механический импульс, и при этом излучается уже "ослабевший", ДРУГОЙ фотон с меньшей энергией.
НЕ ЗНАЮ!
Возможно, всё дело в ВЕРОЯТНОСТИ. И, действительно, Комптоновское рассеяние наблюдается часто, но среди множества снимков этого или любого другого рассеяния, встречаются, хоть и редко, фоторождение пары, ибо некий данный энергичный квант, не успел рассеятся и сразу прошёл вблизи ядра, породив пару!
Но этому противоречит эмпирическое правило, согласно которому, чем энергичней фотон, тем иначе происходит его рассеяние в веществе. Сначала - большинство не слишком энергичных фотонов вызывают ионизацию. Потом - на первый план количественно выходит Комптоновское рассеяние. А при ещё бОльших энергиях - БОЛЬШИНСТВО фотонов вызывают событие фоторождения пар.
Этим мы возвращаемся к предлагаемой мной гипотезе.
Если я ошибаюсь, пусть меня поправят старшие (по физике) товарищи!