stralingsreactie

Stralingsreactie is de weerstand die een geladen deeltje ondervindt doordat het zelf elektromagnetische straling uitzendt wanneer het beweegt of versnelt. Het uitgestraalde vermogen bij versnelling leidt tot verlies van kinetische energie en momentum, en er ontstaat een terugwerkende kracht op het deeltje die deze energieafvoer compenseert.

In de klassieke elektrodynamica wordt stralingsreactie beschreven met de Lorentz-Abraham-Dirac (LAD) vergelijking. In de niet-relativistische limit is de stralingsreactiekracht proportioneel met de tijdsafgeleide van de versnelling (de jerk). Het volledig LAD-veld bevat een derde-orde tijdafgeleide en kan leiden tot ongewenste eigenschappen zoals pre-accelaratie en runaway-acceleratie, wat de fysieke interpretatie bemoeilijkt.

Praktisch wordt vaak de Landau-Lifshitz-vergelijking gebruikt, een perturbatieve benadering die de stralingsreactie beschouwt als een kleine correctie op de elektromagnetische kracht zonder de onstabiele oplossingen van LAD. Deze aanpak is wijdverspreid in toepassingen waar de stralingsreactie niet dominant is maar wel kan bijdragen aan de beweging van de deeltjes.

In kwantummechanica verschijnt stralingsreactie als zelfenergie en loopcorrecties in quantum electrodynamica. In sterke velden en bij hoge energieën worden de effecten complexer en vereisen ze een volledig QED-behandeling. Stralingsreactie speelt een rol in toepassingen zoals deeltjesacceleratoren, astrofysische processen en experimenten met krachtige lasers.

Samenvattend is stralingsreactie het zelfantwoord van een geladen deeltje op de elektromagnetische straling die het uitzendt, met zowel klassieke als kwantumtheoretische beschrijvingen die onderling afgestemd worden afhankelijk van regime en nauwkeurigheid.