Comprender las secciones transversales cuánticas como áreas

En secciones transversales de dispersión tratamos con d σ / d Ω , área incidente por ángulo sólido disperso. Cuando una partícula se dispersa en un pequeño objeto finito Δ Ω , la partícula incidente estaba en un área finita pequeña Δ σ . Sin embargo, en QM el estado incidente es un estado propio de onda plana/momento asintótico, por lo que está totalmente deslocalizado en el espacio de posición. ¿No es la probabilidad de que la partícula incidente se encuentre en el área Δ σ por lo tanto cero (un área pequeña fuera de un plano infinito)? si integramos d Ω encontraríamos que la probabilidad total es cero, lo cual es absurdo. ¿Dónde se equivocó este razonamiento?

Me parece que tendría más sentido definir d PAG / d Ω en lugar de d σ / d Ω . En una dispersión, existe cierta probabilidad de que el ángulo de momento final esté en algún d Ω . Esto entonces se integraría a 1. Pero obviamente esto no se hace y el área de la sección transversal σ es de alguna manera necesario.

Respuestas (1)

Aquí está mi opinión sobre el asunto, basada en lo que se expresa en el capítulo 11 de la Mecánica cuántica de N. Zettili: Conceptos y aplicaciones . La sección transversal de dispersión se define como el número de partículas d σ dispersos en un elemento de ángulo sólido d Ω definido por los ángulos ( θ , φ ) . Esto está relacionado con el flujo incidente de partículas. j i norte C como

d σ ( θ , φ ) d Ω = 1 j i norte C d norte ( θ , ϕ ) d Ω
dónde d norte es el número de partículas dispersas en un elemento de ángulo sólido. El flujo incidente se puede calcular como
j i norte C = | A | 2 k 0 m
dónde m es la masa reducida del sistema, A es una constante de normalización y k 0 es el número de onda de la onda incidente.

Ahora, lo que estás diciendo no es exactamente incorrecto, solo estás olvidando que la posición y la probabilidad en realidad están unidas en un sistema cuántico. Entonces, esta información se almacena de alguna manera en el número de onda, pero especialmente en la amplitud de probabilidad, y seguramente en el número de partículas. d norte .