¿Por qué no solemos calcular las secciones transversales de dispersión para la dispersión Compton de fotones (rayos gamma) de protones? Después de todo, tanto los electrones como los protones son fermiones. Por lo tanto, ¿no debería ser idéntica la amplitud para ambos tipos de dispersión?
Dos razones.
En primer lugar, el protón tiene una masa mucho mayor que un electrón. Lo que esto significa en la práctica es que para una energía fotónica dada en el marco de reposo del fermión, el protón tiene una velocidad de retroceso más baja después de considerar la conservación del momento energético, lo que significa que el fotón pierde mucha menos energía. Básicamente, la sección transversal se mantiene en el límite de Thomson de baja energía. Y la sección transversal de Thomson es proporcional a entonces en realidad es menor para un protón que para un electrón
En segundo lugar, y más importante, un electrón es una carga puntual (en lo que respecta a los cálculos), mientras que un protón está formado por otras cosas y tiene una extensión espacial. La estructura interna significa que el fotón puede estar excitando estados internos del protón, lo cual es una proposición completamente diferente. O interactuando con los quarks parcialmente cargados en el interior de forma individual. Obviamente, hay un umbral por debajo del cual esto se vuelve menos relevante, pero luego vuelve a lidiar con el límite de Thomson que vale una sección transversal reducida por un factor de en comparación con un electrón.
quarconio