La déviation de particules ou de rayonnement due à des interactions avec d'autres particules ou champs.La diffusion est le processus par lequel des particules ou un rayonnement—tels que la lumière, les électrons ou les neutrons—sont déviés de leur trajectoire initiale en raison d'interactions avec d'autres particules ou champs. C'est une pierre angulaire de la physique expérimentale : en analysant comment un faisceau se diffuse sur une cible, les scientifiques en déduisent la structure, de l'arrangement des atomes dans un cristal aux forces à l'intérieur d'un noyau atomique.
La compréhension moderne a commencé avec l'expérience de la feuille d'or d'Ernest Rutherford en 1909, qui a utilisé la diffusion de particules alpha pour révéler le noyau atomique. Le cadre théorique a ensuite été développé par des pionniers de la mécanique quantique comme Max Born dans les années 1920.
Lorsqu'un projectile (par exemple, un photon ou un électron) rencontre une cible, il interagit via des forces telles que l'électromagnétisme ou la force nucléaire forte, changeant sa direction et parfois son énergie. Le motif des particules diffusées—angles et intensités—encode des informations sur la taille, la forme et la dynamique interne de la cible. La mécanique quantique décrit cela via des amplitudes de probabilité, mais le résultat pratique est une section efficace de diffusion qui quantifie la probabilité de déviation.
La diffusion est utilisée en cristallographie aux rayons X pour déterminer les structures moléculaires, dans les accélérateurs de particules pour sonder les particules subatomiques, et dans les techniques d'imagerie médicale comme l'échographie et le radar.
La couleur bleue du ciel est le résultat de la diffusion de Rayleigh, où la lumière du soleil est diffusée par les molécules de l'air—les longueurs d'onde bleues plus courtes sont diffusées plus que les rouges plus longues, un phénomène expliqué pour la première fois par Lord Rayleigh en 1871.
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