Kollisionspåvirkninger

Kollisionspåvirkninger er egenskaper som oppstår når partikler kolliderer i et medium eller i et system, og som påvirker transport, energifordeling og den overordnede dynamikken. Slike påvirkninger er sentrale i blant annet gasser, væsker, plasmas og faste stoffer, samt i høyenergipartiklers-sammenhenger som i detektorer og akseleratorer.

Kollisjoner påvirker fysiske egenskaper gjennom blant annet kollisjonshyppighet, som er avhengig av partikkelenes kryssseksjon og avstanden mellom kollisjoner (gjennomsnittlig frist). De styrer transportprosessene som diffusjon, termisk ledning, viskositet og elektrisk ledning, samt energioverføring mellom partikler. I høyenergifysikk og plasmafysikk betegner begrepet kollisjoner ofte energitap og momentumoverføring, som igjen påvirker målingene i eksperimenter og oppvarming i plasmas.

Viktige mekanismer inkluderer energioverføring ved kollisjoner, termiskisering av partikler, og broaden­ing av spektrallinjer som følge av kollisjon mellom emitterende eller absorberende partikler og omkringliggende medium. Eksempler er collisional broadening i stjerner og laboratorieplasmaer, og stoppkraft (dE/dx) når ladede partikler taper energi i materie. Kollisjoner kan også påvirke samlet respons i materialer gjennom spredning og aktivt defektdannelse.

Forskning på kollisjonspåvirkninger bruker kinetiske modeller som Boltzmann-ligningen, statistisk mekanikk og molekylær dynamikk, samt Monte Carlo-simuleringer og eksperimentelle målinger av kryssseksjoner og transportkoeffisienter. Forståelse av kollisjonspåvirkninger er viktig for utforming av detektorer, plasmamodellering, materialdesign og tolkning av astrofysiske observasjoner.