التشتت الخلفي المتماسك

في الفيزياء، تتم ملاحظة التشتت الخلفي المتماسك عندما ينتشر الإشعاع المتماسك (مثل شعاع الليزر ) عبر وسط يحتوي على عدد كبير من مراكز التشتت (مثل الحليب أو سحابة كثيفة) بحجم مماثل لطول موجة الإشعاع.

تتشتت الموجات عدة مرات أثناء انتقالها عبر الوسط. حتى في حالة الإشعاع غير المتماسك، يصل التشتت عادةً إلى قيمة عظمى محلية في اتجاه التشتت العكسي . أما في حالة الإشعاع المتماسك، فتكون القيمة العظمى أعلى بمرتين.

يُعدّ رصد وقياس التشتت الخلفي المتماسك أمرًا بالغ الصعوبة لسببين. أولهما واضحٌ تمامًا، وهو صعوبة قياس التشتت الخلفي المباشر دون حجب الشعاع، ولكن توجد طرقٌ للتغلب على هذه المشكلة. أما ثانيهما، فهو أن ذروة التشتت تكون عادةً حادةً للغاية حول اتجاه التشتت الخلفي، مما يستلزم دقةً زاويةً عاليةً جدًا لكي يتمكن الكاشف من رصد الذروة دون أن يؤدي ذلك إلى انخفاض متوسط ​​شدة الضوء على الزوايا المحيطة، حيث قد تشهد شدة الضوء انخفاضاتٍ كبيرة. عند الزوايا الأخرى غير اتجاه التشتت الخلفي، تخضع شدة الضوء لتقلباتٍ عشوائيةٍ عديدة تُسمى البقع الضوئية .

تُعدّ هذه الظاهرة من أقوى ظواهر التداخل التي تصمد أمام التشتت المتعدد، وتُعتبر جانبًا من ظاهرة ميكانيكية كمومية تُعرف باسم التموضع الضعيف (أكرمانز وآخرون، 1986). في التموضع الضعيف، يؤدي تداخل المسارين المباشر والعكسي إلى انخفاض صافٍ في انتقال الضوء في الاتجاه الأمامي. هذه الظاهرة نموذجية لأي موجة متماسكة تتعرض لتشتت متعدد. تُناقش هذه الظاهرة عادةً في سياق الموجات الضوئية، حيث تُشابه ظاهرة التموضع الضعيف للإلكترونات في أشباه الموصلات غير المنتظمة، وغالبًا ما تُعتبر مقدمةً لتموضع أندرسون (أو التموضع القوي) للضوء. يمكن رصد التموضع الضعيف للضوء من خلال ظهوره على شكل زيادة في شدة الضوء في اتجاه التشتت العكسي. تُسمى هذه الزيادة الكبيرة مخروط التشتت العكسي المتماسك.

ينشأ التشتت الخلفي المتماسك من التداخل بين المسارات المباشرة والعكسية في اتجاه التشتت الخلفي. فعندما يُضاء وسط متعدد التشتت بشعاع ليزر، تنتج شدة الضوء المتشتت عن التداخل بين السعات المرتبطة بمسارات التشتت المختلفة. أما في الوسط غير المنتظم، فتتلاشى حدود التداخل عند حساب المتوسط ​​على العديد من تكوينات العينة، باستثناء نطاق زاوي ضيق حول التشتت الخلفي الدقيق حيث تزداد شدة الضوء المتوسطة. وتنتج هذه الظاهرة عن تراكم العديد من أنماط التداخل الجيبية ثنائية الموجة. والمخروط هو تحويل فورييه للتوزيع المكاني لشدة الضوء المتشتت على سطح العينة، عندما يُضاء الأخير بمصدر نقطي. ويعتمد التشتت الخلفي المعزز على التداخل البنّاء بين المسارات العكسية. ويمكن تشبيه ذلك بتجربة تداخل يونغ ، حيث يُوضع شقان حيود مكان المشتتات "المدخلة" و"المخرجة".

• محاذاة التشتت الخلفي (BSA)، وهو نظام إحداثيات يُستخدم بشكل شائع في الرادار
• محاذاة التشتت الأمامي (FSA)، وهو نظام إحداثيات يستخدم بشكل أساسي في البصريات
• ظاهرة التقابل ، وهي ظاهرة فلكية ناتجة عن تأثير التشتت الخلفي المتماسك

• أكرمانز، إي.؛ بي. إي. وولف؛ آر. ماينارد (1986). "التشتت الخلفي المتماسك للضوء بواسطة الأوساط غير المنتظمة: تحليل شكل خط الذروة". رسائل المراجعة الفيزيائية . 56 (14): 1471-1474 . رمز Bibcode : 1986PhRvL..56.1471A . doi : 10.1103/PhysRevLett.56.1471 . PMID 10032680 .