Kann ein hochenergie Laserstrahl zu Gammastrahlung werden?
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Ein Laserstrahl besteht bekanntlicherweise aus Photonen.
Bei Gammastrahlung gilt das selbe, nur sind es dort viel mehr.
Jetzt ist meine Frage, wenn man einen besonders dichten Laserstrahl
hat, also einen mit extrem vielen Photonen, wird der da nicht zu Gammastrahlung?Oder wo liegt da der Denkfehler?
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Was Du sagst, stimmt nicht.
1. "Gammastrahlung" sagt nichts über die Anzahl der Photonen aus.
2. In Laserstrahlen sind typischerweise sehr viele Photonen zu finden.Letztendlich ist die Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten elektromagnetischer Strahlung mehr oder weniger künstlich. Man teilt die nach Energiebereichen ein und auch nach der Entstehung der Strahlung.
Von Gammastrahlung redet man oft im Zusammenhang mit sehr energetischen Photonen. ...oder im Zusammenhang mit radioaktiven Vorgängen, also praktisch wenn es darum geht, dass ein Atomkern von einem angeregten Zustand unter Aussendung von Strahlung in einen niedrigeren Zustand übergeht.
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Gregor schrieb:
Von Gammastrahlung redet man oft im Zusammenhang mit sehr energetischen Photonen. ...oder im Zusammenhang mit radioaktiven Vorgängen, also praktisch wenn es darum geht, dass ein Atomkern von einem angeregten Zustand unter Aussendung von Strahlung in einen niedrigeren Zustand übergeht.
Das ist kein oder. Die Kernprozesse finden bei Energieskalen von einigen MeV statt, und die "sehr energetischen" Photonen der Gammastrahlung haben eben gerade Energien von einigen MeV. Siehe auch hier für die Einteilung des elektromagnetischen Spektrums.
Bei Laserstrahlung handelt es sich um Licht einer bestimmten Wellenlänge (meist sichtbares Licht), die äußerst kohärent ist. Das bedeutet, dass die einzelnen Wellenzüge im Vergleich zu normalem Licht sehr lang sind, d.h. dass sich die Photonen in Phase aneinanderreihen.
"Gammastrahlung" und "Laserstrahlung" sind also zwei unterschiedliche Eigenschaften von Licht (Photonenenergie und Erzeugungsart/Kohärenz), die beide nichts mit der Anzahl der Photonen zu tun haben. Allerdings ist künstlich erzeugtes Laserlicht meist von hoher Intensität, d.h. hat eine hohe Anzahl von Photonen, um damit gut arbeiten zu können. (Ja, es gibt auch natürliches Laserlicht: einige Sterne stralen Laser im Mikrowellenbereich aus, sogenannte Maser)
Ein "Gammalaser" ist übrigens nicht möglich: Laserlicht kommt aus der Atomhülle, deren Energieskalen sind aber zu klein, um in den Bereich der Gammastrahlung zu kommen. Stimulierte Emission aus Kernen hat wegen der hohen Impulse der Gammaquanten und des daraus folgenden Rückstoßes eine deutlich andere Energie als die anregenden Photonen, daher ist die Art Photonenlawine wie sie im Laser vorkommt nicht möglich. Den Rückstoß gibt es zwar auch im normalen Laser, er ist jedoch ungleich schwächer und geht in der Wärmebewegung der Atome und der natürlichen Linienbreite unter.
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pumuckl schrieb:
Ein "Gammalaser" ist übrigens nicht möglich: Laserlicht kommt aus der Atomhülle, deren Energieskalen sind aber zu klein, um in den Bereich der Gammastrahlung zu kommen. Stimulierte Emission aus Kernen hat wegen der hohen Impulse der Gammaquanten und des daraus folgenden Rückstoßes eine deutlich andere Energie als die anregenden Photonen, daher ist die Art Photonenlawine wie sie im Laser vorkommt nicht möglich. Den Rückstoß gibt es zwar auch im normalen Laser, er ist jedoch ungleich schwächer und geht in der Wärmebewegung der Atome und der natürlichen Linienbreite unter.
Wo Laserlicht herkommt, ist nicht unbedingt vorgegeben. In Halbleiterlasern hast Du zum Beispiel eine Rekombination von Elektronen mit Löchern, also keine Beschränkung auf Übergänge in einem Atom. Oder guck Dir mal den da an:
http://de.wikipedia.org/wiki/XFEL
Das ist zwar nach Deiner Skala da oben noch keine Gammastrahlung, aber mit einer Wellenlänge von 0,085nm fehlt da auch nicht mehr viel. Ich sehe da auch prinzipiell nicht das Problem, mit derartiger Technologie auf noch kürzere Wellenlängen zu kommen. Man könnte das Ding ja auch doppelt so lang machen.
pumuckl schrieb:
Das ist kein oder. Die Kernprozesse finden bei Energieskalen von einigen MeV statt, und die "sehr energetischen" Photonen der Gammastrahlung haben eben gerade Energien von einigen MeV. Siehe auch hier für die Einteilung des elektromagnetischen Spektrums.
Es gibt auch radioaktive Prozesse, die Photonen deutlich geringerer Energie aussenden. Trotzdem redet man in dem Zusammenhang von Gammastrahlung.
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Du hast natuerlich recht. Beim Halbleiterlaser findet kein Ueberang in der Atomhuelle statt sondern vom Leitungsband des Festkoerpers in die Huelle des jeweiligen Atomrumpfes (was bildlich durch die Elektron-Loch rekombination verdeutlicht wird). Bei normalen Lasern gehts auch nicht immer um die Atomhuelle, sondern bei Molekuel-lasern um die Elektronenkonfiguration der Molekuele, was dann analog mit den Uebergaengen im "Riesenmolekuel Fetskoerper" zu sehen ist.
Beim XFEL und FEL (ich hab hier ca. 500m bis zum FEL-Tunnel, einmal quer uebers DESY Gelaende) handelt es sich nicht um Laser im urspruenglichen Sinne. Wie man hier nachlesen kann, handelt es nicht um stimulierte Emission (LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) sondern um selbstverstaerkende, spontane Emission. Rein theoretisch waere es vermutlich moeglich, mit einer aehnlichen Zechnologie wie im XFEL eingesetzt zu noch hoeheren Photonenergien zu kommen, allerdings muesste der Beschleunigertunnel fuer einen Gamma-FEL noch einige Kilometerchen laenger sein, und allein die Kosten, das Ding zu betreiben, wuerden wohl den Staatshaushalt einer kleineren Industrienation uebersteigen.
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pumuckl schrieb:
(ich hab hier ca. 500m bis zum FEL-Tunnel, einmal quer uebers DESY Gelaende)
Gebäude 69?
Dann hast Du vermutlich deutlich mehr Ahnung von Lasern als ich sie je haben werde. 
...mir ist klar, dass Flash und XFEL nicht nach dem eigentlichen Laser-Prinzip funktionieren, sondern eben durch den SASE-Effekt. Aber das was rauskommt, ist halt Strahlung mit Eigenschaften von Laserstrahlung.
pumuckl schrieb:
Rein theoretisch waere es vermutlich moeglich, mit einer aehnlichen Zechnologie wie im XFEL eingesetzt zu noch hoeheren Photonenergien zu kommen, allerdings muesste der Beschleunigertunnel fuer einen Gamma-FEL noch einige Kilometerchen laenger sein, und allein die Kosten, das Ding zu betreiben, wuerden wohl den Staatshaushalt einer kleineren Industrienation uebersteigen.
Naja, das ursprüngliche TESLA-Projekt war ja größer ausgelegt. Insofern kann man an entsprechende FELs zumindest "denken".
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Gregor schrieb:
Gebäude 69?
Dann hast Du vermutlich deutlich mehr Ahnung von Lasern als ich sie je haben werde. Nee 68, bei den Teilchenphysikern (ZEUS)
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pumuckl schrieb:
Gregor schrieb:
Gebäude 69?
Dann hast Du vermutlich deutlich mehr Ahnung von Lasern als ich sie je haben werde. Nee 68, bei den Teilchenphysikern (ZEUS)
Ah! Und Deine Zimmernummer ist ne Primzahl und die Quersumme Deiner Telefonnummer ist 11?
ZEUS? Was wird denn da noch gemacht? HERA wurde doch schon abgeschaltet, oder? Gibt es da noch unendlich viele Daten, die ausgewertet werden müssen? Oder wird da bei euch praktisch nur noch an CMS gedacht?
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Gregor schrieb:
Ah! Und Deine Zimmernummer ist ne Primzahl und die Quersumme Deiner Telefonnummer ist 11?
WAAH! Warum fuehl ich mich so nackt und durchleuchtet?
Ja, HERA ist aus, der ZEUS-Detektor in seine Einzelteile zerlegt (zumindest haben sie da schon einiges rausgerupft). Aber es gibt immernoch so einiges an Daten, das noch unter zig verschiedenen Gesichtspunkten analysiert werden kann. Die Daten mit denen ich arbeite sind noch von 1998-2000, sowas veraltet ja nicht...
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pumuckl schrieb:
Gregor schrieb:
Ah! Und Deine Zimmernummer ist ne Primzahl und die Quersumme Deiner Telefonnummer ist 11?
WAAH! Warum fuehl ich mich so nackt und durchleuchtet?
Wollte nur rausfinden, ob ich Dich vielleicht kenne. Aber keine Angst: Ich kenn Dich nicht und kann mit Deinem Namen auch nichts anfangen.
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Also, wenn du deine Laserstrahlenquelle nur schnell genug bewegst, wird ein Objekt, welches sich sehr schnell auf ihn zubewegt auch von Gammastrahlen bombadiert. Das lässt sich dann auf relativistische Effekte zurückführen und trifft auch nur für wirklich sehr große Geschwindigkeiten zu.
http://de.wikipedia.org/wiki/Dopplereffekt
MfG Wally