sciencetalk

Kan een atoom kern door een foton in aangeslagen toestand worden gebracht? Een foton kan wel een elektron in een aangeslagen toestand brengen. En fotonen blijken alleen een interactie aan te kunnen gaan met geladen deeltje, dan zou je denken dat fotonen ook protonen kunnen aanslaan. Maar kan dat ook, of gebeurt dat gewoon niet omdat de elektronen ze voor zijn?

Het is niet een individueel elektron dat door absorptie van een foton aangeslagen raakt, maar het hele atoom.

 

Veronderstel een ongebonden elektron dat geraakt wordt door een foton. Dat elektron kan niet worden aangeslagen (geen orbitalen aanwezig). Wat er gebeurt is dat het elektron een zwieper (meer kinetische energie) krijgt, het foton door deze inelastische botsing een deel van zijn energie aan het elektron afstaat, en in een andere richting met een langere golflengte verder reist, de zgn. Compton scattering.

 

M.a.w. een individueel elektron kan geen foton absorberen, dat doet het gehele atoom.

 

Wat er gebeurt als protonen door een foton geraakt wordt weet ik niet precies. Ik meen dat als het foton zeer veel energie heeft er bij een individueel proton (geïoniseerd waterstof) een delta deeltje ontstaat, en er bij minder energetische fotonen ook een vorm van Compton scattering optreedt.

 

Als het proton onderdeel is van een kern met meer protonen en neutronen dan raakt de kern naar ik meen in een soort van aangeslagen toestand (ook hier niet een individueel proton, maar de gehele kern). Overigens zijn foton-proton interacties erg zeldzaam.

Misschien gelijk een beetje offtopic, maar kan bijv. een neutrino een elektron in een hoger energieniveau brengen of een elektron een zwieper geven?

maar kan bijv. een neutrino een elektron in een hoger energieniveau brengen of een elektron een zwieper geven?

 
Echt thuis in deze materie ben ik niet dus als een ander het wil aanvullen / verbeteren, heel graag.
 
Er wordt naar ik meen bij een botsing tussen een neutrino en een vrij elektron een virtueel boson uitgewisseld waarna zowel elektron als neutrino al dan niet van gedaante verwisseld in een andere richting verder reizen, als bij een elastische botsing.

Bedoel je dat voor alleen een vrij elektron of ook voor elektronen in een atoom zodat die aangeslagen kan worden?

Een neutrino en een elektron kunnen niet met elkaar botsen. Een (anti)neutrino kan wel met een proton botsen, dan ontstaat er een neutron plus een positron. Eventueel zou een (anti)neutrino gelijktijdig op een proton en een elektron kunnen botsen, en een neutron vormen, maar die kans is nog kleiner dan het winnen van de powerball jackpot. 

Je zegt dat een neutrino niet op een elektron kan botsten. Is dat theoretisch zo of alleen praktisch, want waarom zou het wel op een proton kunnen botsen maar niet met een elektron als men de praktische massa buiten beschouwing laten?

Omdat een neutrino reageert via de zwakke kernkracht, dat is een β-vervalreactie waarbij een proton of neutron betrokken is. 

Een neutrino en een elektron kunnen niet met elkaar botsen. 

 
Klopt dat wel?
Strassler (klik) stelt:
 

If a neutrino enters the nucleus of an atom, passes into one of the protons or neutrons, and (roughly speaking) comes very close to a quark (or anti-quark) in the proton or neutron, then there is a moderate chance that the neutrino and quark (or anti-quark) will strike each other.  The same goes for a neutrino hitting an electron on the outskirts of an atom.  But this process doesn’t happen very often, because it  involves the weak nuclear force, and (especially for low-energy neutrinos) the weakness of that force assures such collisions are very rare.

 
Botsen is een wat vreemde term voor twee puntdeeltjes, interactie is waarschijnlijk een betere-.
   
Hier een artikel over neutrino-electron scattering, dat naar ik meen redelijk overeenkomt met wat ik hierboven in simpele bewoording trachtte te vangen:

Ok, Strassler zal gelijk hebben, ik ben geen deskundige.

Ik ook niet helaas.
 
Misschien heeft iemand de kennis om in heldere bondige woorden te omschrijven wat er gebeurt als een van de drie neutrino smaakjes (of hun antideeltjes) met een atoomkern, een gebonden en een ongebonden elektron interacteren?
Zou ook ik op prijs stellen, want echt helder is het mij niet.