Efecte Compton

Representació gràfica de la dispersió d'un fotó γ (llínea roja ondulada), per un electró. La freqüència del fotó dispersat té una llongitut d'ona major que ans d'interactuar en l'electró.

L'efecte Compton (o dispersió Compton) consistix en l'aument de la llongitut d'ona d'un fotó quan choca en un electró lliure i pert part de la seua energia. La freqüència o la llongitut d'ona de la radiació dispersada depén únicament de l'àngul de dispersió.

Descobriment i rellevància històrica

L'Efecte Compton va ser estudiat pel físic Arthur Compton en l'any 1923, quí va poder explicar-ho utilisant la noció quàntica de la radiació electromagnètica com quants d'energia i la mecànica relativista de Einstein. L'efecte Compton va constituir la demostració final de la naturalea quàntica de la llum despuix dels estudis de Planck sobre el cos negre i l'explicació de Albert Einstein del efecte fotoelèctric.

Compton va descobrir este efecte al experimentar en rajos X, els quals varen ser dirigits contra una de les cares d'un bloc de carbó. En chocar els rajos X en el bloc es varen difondre en vàries direccions; a mesura que l'àngul dels rajos difosos aumentava, també s'incrementava la seua llongitut d'ona. En base a la teoria quàntica, Compton va afirmar que l'efecte es devia a que el quant de rajos X actua com una partícula material en chocar contra l'electró, per lo que l'energia cinètica que el quant li comunica a l'electró li representa una pèrdua en la seua energia original.

Com a conseqüència d'estos estudis Compton va guanyar el Premi Nobel de Física en l'any 1927.

Este efecte és d'especial rellevància científica, ya que no pot ser explicat a través de la naturalea ondulatòria de la llum. La llum deu comportar-se com a partícula per a poder explicar estes observacions, per lo que adquirix una dualitat ona corpúscul característica de la mecànica quàntica.

Bibliografia

• Compton, Arthur H. (May 1923). «A Quantum Theory of the Scattering of X-Rays by Light Elements». Physical Review 21 (5): 483-502. Bibcode:1923PhRv...21..483C. doi:10.1103/PhysRev.21.483. (trabajo original de 1923 en el sitio web de la American Physical Society)
• S. Chen; H. Avakian; V. Burkert; L. Vandenaweele; P. Eugenio; the CLAS collaboration; Ambrozewicz; Anghinolfi; Asryan; Bagdasaryan; Baillie; Ball; Baltzell; Barrow; Batourine; Battaglieri; Beard; Bedlinskiy; Bektasoglu; Bellis; Benmouna; Berman; Biselli; Bonner; Bouchigny; Boiarinov; Bosted; Bradford; Branford et al. (2006). «Measurement of Deeply Virtual Compton Scattering with a Polarized Proton Target». Physical Review Letters 97 (7): 072002. Bibcode:2006PhRvL..97g2002C. PMID 17026221. S2CID 15326395. arXiv:hep-ex/0605012. doi:10.1103/PhysRevLett.97.072002
• Stuewer, Roger H. (1975), The Compton Effect: Turning Point in Physics (New York: Science History Publications)