Взаимодействие излучения высокой энергии с веществом. Мурзина Е.А. - 94 стр.

где межатомные расстояния много больше значений эффективного
расстояния для взаимодействия. Потому в легких и газообразных
средах нет каких-либо ограничений для применения теории Бете –
Гайтлера в области высоких энергий.
      Однако в плотных средах это не так. При энергиях больших
10 эВ в плотных веществах нельзя рассматривать взаимодействия
  13

со средой как сумму независимых взаимодействий с отдельными
атомами. Взаимодействия начинают носить коллективный характер,
процессы радиационного торможения и образования пар начинают
определяться всей совокупностью вещества, находящегося в зоне
действия заряженной частицы, причем эта зона действия может
достигать макроскопических размеров. Так, для электронов с энергией
E = 1016 эВ, она становится порядка 1 см. На таком пути
одновременно с торможением электроны испытывают многократное
рассеяние, теряя энергию, что приводит к уменьшению вероятности
испускания фотонов и изменению их спектрального состава, и, как
следствие этого, к уменьшению вероятности образования электронно-
позитронных пар с ростом энергии исходного фотона. Впервые на это
обратили внимание Л.Д.Ландау и И.Я.Померанчук в 1953 году и
дали физическую интерпретацию этого явления, а в 1957 г.
А.Б.Мигдал математически обосновал его на основе релятивисткой
квантовой теории. Поэтому сам эффект получил название эффекта
Ландау – Померанчука – Мигдала (ЛПМ).
     Поясним сказанное на примере учета влияния многократного
рассеяния на результат тормозного излучения электрона (рис.4.5).




               Рис.4.5. Схема, поясняющая эффект ЛПМ

    Пусть электрон энергии Е испытывает в поле ядра радиационное
торможение. В системе покоя электрона время, необходимое для
формирования им фотона, будет определяться частотой фотона, т.е.
будет равно 1/ω. В лабораторной системе из-за наличия лоренц-
фактора γ = Е / me c2 это время увеличивается в γ раз и становится
равным τ = γ /ω = 1/ω ·Е/ me c2.
    Путь, который       проходит   электрон,    пока   фотон    не
сформировался и не оторвался от электрона, будет равен L= τ ·c .
После излучения электроном фотона энергии Е′ у электрона
останется энергия Е –Е′. Энергия излученного фотона Е′ связана с
его частотой соотношением          Е′ = ħ ω ·( Е –Е′)/ me c2, где

                               - 93 -