The suppression effect in ionization by fast electron pairs

Summary

Electron pairs of very high energies (about 10¹¹ eV) were found byPerkins to have reduced ionizing power near their origin. The reason is that the angle between the two paths is very small so that over appreciable distances they stay close enough together for their electric fields very nearly to cancel except for atoms very close to the line of travel. The present paper gives a quantum treatment of this effect and the deviations from the semi-classical result are found negligible, in spite of the fact that the general conditions for the validity of classical mechanics are not satisfied. The phenomenon can be used to estimate the energy of the pair. The limitations of this method, both fundamental and practical, are discussed.

Riassunto

Perkins ha trovato che coppie di elettroni di altissime energie (circa 10¹¹ eV) hanno vicino alla loro origine un potere ionizzante ridotto. La ragione di ciò sta nel fatto che l’angolo fra le due traiettorie è molto piccolo cosicchè lungo cammini di lunghezza apprezzabile i membri della coppia si mantengono abbastanza accostati perchè i loro campi elettrici si annullino reciprocamente quasi completamente, eccetto per atomi assai prossimi alla linea di volo. Il presente lavoro presenta un trattamento quantistico di tale effetto e si trova che le deviazioni dal risultato semiclassico sono trascurabili, ad onta del fatto che le condizioni generali per la validità della meccanica classica non sono soddisfatte. Il fenomeno può essere sfruttato per stimare l’energia della coppia. Si discutono le limitazioni, fondamentali e pratiche, del metodo.