Комптоновская длина волны, величина размерности длины, характерная для релятивистских квантовых процессов; выражается через массу частицы т и универсальные постоянные h и с (h — Планка постоянная , с — скорость света): l0 = h/mc. Название Комптоновская длина волны связано с тем, что величина l0 определяет изменение длины волны Dl электромагнитного излучения при комптоновском рассеянии (рассеянии на свободных электронах; см. Комптона эффект ). Чаще Комптоновская длина волны называют величину (где =h/2p). Для электрона = 3.86151·10-11 см, для протона = 2,10308·10-14 см.
Комптоновская длина волны определяет масштаб пространственных неоднородностей полей, при которых становятся существенными квантовые релятивистские процессы. Действительно, если рассматривается некоторое волновое поле, например электромагнитное, длина волны которого l меньше Комптоновская длина волны электрона l0, то энергия квантов этого поля E = hu (где u = c/l — частота) оказывается большей энергии покоя электрона mc2 (E > hc/l0 = mс2) и, следовательно, в этом поле становится возможным и происходит рождение электрон-позитронных пар (см. Аннигиляция и рождение пар ). Такие процессы порождения частиц описываются релятивистской квантовой теорией.
Т. к. измерение координаты частицы возможно с точностью до длины волны «освещающего», её «света», то ясно, что положение отдельной частицы можно определить лишь с точностью до Комптоновская длина волны этой частицы. Комптоновская длина волны определяет также расстояние, на которое может удалиться виртуальная частица с массой т от точки своего рождения. Поэтому радиус действия ядерных сил (переносчиком которых являются в основном виртуальные p-мезоны — самые лёгкие из сильно взаимодействующих частиц) по порядку величины равен Комптоновская длина волны p-мезона (l0~10-13 см). Аналогично, поляризация вакуума за счёт рождения виртуальных электрон-позитронных пар (см. Вакуум физический, Квантовая теория поля ) проявляется на расстояниях порядка Комптоновская длина волны электрона.
В. И. Григорьев.