Wat is de energie van het frontaal botsen van 2 fotonen?
Twee-fotonenfysica, ook wel gamma-gammafysica genoemd, is een tak van de deeltjesfysica die de interacties tussen twee fotonen beschrijft. Normaal gesproken passeren lichtstralen ongehinderd elkaar. Binnen een optisch materiaal, en als de intensiteit van de bundels hoog genoeg is, kunnen de bundels elkaar beïnvloeden via een verscheidenheid aan niet-lineaire effecten. In puur vacuüm bestaat er ook enige zwakke verstrooiing van licht door licht. Er kan ook materie ontstaan boven een bepaalde drempelwaarde van deze zwaartepuntsenergie van het tweefotonensysteem.
Bron:
Het komt erop neer dat lichtstralen elkaar meestal niet beïnvloeden (anders zou het moeilijk zijn om sterren te zien).
Maar het is mogelijk. Pure energie die botst heeft een wisselwerking. Als er voldoende energie is, kunnen er zelfs deeltjes gevormd worden (omgekeerde vernietiging).
Wanneer een foton een deeltje raakt, kunnen er allerlei dingen gebeuren. Vrijwel alles behalve vernietiging.
Maar het belangrijkste om hier te onthouden is de Wet van Behoud van Energie (WvBvE). De totale energie in het systeem blijft behouden. Afhankelijk van de energie van de fotonen (E = hf, dus afhankelijk van de frequentie) is er dus een bepaalde energie.
In sommige gevallen zal de impactenergie groter zijn wanneer 2 fotonen elkaar raken (en op elkaar inwerken) dan wanneer een foton een neutron raakt (een stationair neutron bestaat (eigenlijk) niet). Maar in andere situaties zal de impact groter zijn bij het neutron. Dit hangt allemaal af van de energie van de fotonen. Dit moet van geval tot geval worden bekeken.
Wat is de energie van het frontaal botsen van 2 fotonen?
De energie van het frontaal botsen van 2 fotonen kan worden berekend door de energieën van de individuele fotonen bij elkaar op te tellen. Een foton is een deeltje van licht dat geen massa heeft, maar wel energie draagt in de vorm van elektromagnetische straling.
Energie van een foton
De energie van een foton kan worden berekend met behulp van de formule E = hf, waarbij E de energie van het foton is, h de constante van Planck is (6.626 x 10^-34 Js) en f de frequentie van het foton is. Aangezien fotonen geen massa hebben, is hun energie volledig afhankelijk van hun frequentie.
Frontaal botsen van fotonen
Wanneer twee fotonen frontaal op elkaar botsen, worden hun energieën simpelweg bij elkaar opgeteld. Dit betekent dat de totale energie van het systeem gelijk is aan de som van de energieën van de twee fotonen.
Voorbeeld
Stel dat foton 1 een energie heeft van 3 eV en foton 2 een energie van 5 eV. Wanneer deze twee fotonen frontaal op elkaar botsen, is de totale energie van het systeem gelijk aan 3 eV + 5 eV = 8 eV.
Op deze manier kunnen de energieën van fotonen worden gecombineerd en berekend bij frontale botsingen.