運動量の伝達

粒子物理学、波動力学、光学において、運動量移動とは、ある粒子が別の粒子に与える運動量のことです。これは、波動力学における波動ベクトルの移動を表すため、 散乱ベクトルとも呼ばれます。

初期運動量を持つ2つの衝突粒子の散乱の最も単純な例では、最終運動量が得られ、運動量移動は次のように表される。 ${\displaystyle {\vec {p}}_{i1}、{\vec {p}}_{i2}}$${\displaystyle {\vec {p}}_{f1},{\vec {p}}_{f2}}$

${\displaystyle {\vec {q}}={\vec {p}}_{i1}-{\vec {p}}_{f1}={\vec {p}}_{f2}-{\vec {p}}_{i2}}$

ここで最後の恒等式は運動量保存を表します。運動量移動は、反応の典型的な距離分解能を運動量自体よりも適切に測定できる ため、重要な量です。${\displaystyle \Delta x=\hbar /|q|}$

波は運動量を持ち、ベクトル量です。散乱波の運動量と入射波の運動量の差は運動量伝達と呼ばれます。波数k は波数ベクトルの絶対値であり、波長と関連しています。運動量伝達は逆格子空間の波数単位で表されます。${\displaystyle p=\hbar k}$ ${\displaystyle k=p/\hbar }$ ${\displaystyle k=2\pi /\lambda }$ ${\displaystyle Q=k_{f}-k_{i}}$

運動量移動は、凝縮物質の研究における中性子、X線、電子回折の評価において重要な役割を果たします。ラウエ・ブラッグ回折は原子結晶格子上で発生し、波動エネルギーを保存するため弾性散乱と呼ばれ、最終粒子と入射粒子の波数はそれぞれ等しく、方向は格子間隔 との関係で逆格子ベクトルによって変化します。^[1]運動量が保存されるため、運動量の移動は結晶運動量に対して発生します。 ${\displaystyle k_{f}}$${\displaystyle k_{i}}$${\displaystyle G=Q=k_{f}-k_{i}}$${\displaystyle G=2\pi /d}$

逆格子空間での表現は一般的であり、使用される放射線の種類や波長に依存せず、サンプルシステムのみに依存するため、さまざまな方法で得られた結果を比較できます。粉末回折などの確立されたコミュニティでは、回折角を独立変数として採用しており、Cu-Kなどのいくつかの特徴的な波長しか利用できなかった初期の頃はうまく機能していました。-空間 との関係は${\displaystyle 2\theta }$${\displaystyle \alpha}$${\displaystyle Q}$

${\displaystyle Q=2k\sin \left(\theta \right)}$

およびは基本的に、 が大きいほど が大きいことを表します。 ${\displaystyle k={2\pi }/{\lambda }}$${\displaystyle 2\theta }$${\displaystyle Q}$

• 原子形状係数 – 孤立した原子による波の散乱振幅の尺度
• マンデルシュタム変数 – 散乱過程で使用される変数
• 運動量移動断面積 – 有効散乱断面積フォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• 衝撃（物理学）  - 比較的大きな力を短時間で積分したもの