การแผ่รังสีทรานซิชัน ( TR ) เป็นรูปแบบหนึ่งของการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคที่มีประจุ เคลื่อนที่ ผ่าน ตัวกลาง ที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันเช่น ขอบเขตระหว่างตัวกลางสองชนิดที่แตกต่างกัน ซึ่งแตกต่างจากการแผ่รังสีเชเรนคอฟที่เกิดขึ้นเมื่ออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ผ่าน ตัวกลาง ไดอิเล็กตริกที่เป็นเนื้อเดียวกัน ด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วเฟสของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในตัวกลางนั้น

รังสีทรานซิชันได้รับการสาธิตทางทฤษฎีโดยGinzburgและFrankในปี 1945 ^{[ 1 ]}พวกเขาแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของรังสีทรานซิชันเมื่ออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ผ่านขอบเขตระหว่างตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกันสองชนิดที่แตกต่างกันในแนวตั้งฉาก ความถี่ของรังสีที่ปล่อยออกมาในทิศทางย้อนกลับเมื่อเทียบกับอนุภาคส่วนใหญ่จะอยู่ในช่วงของแสงที่มองเห็นได้ความเข้มของรังสีเป็นสัดส่วนกับลอการิทึมของปัจจัยลอเรนซ์ของอนุภาค หลังจากการสังเกตรังสีทรานซิชันในย่านแสงเป็นครั้งแรก^{[ 2 ]}การศึกษาในช่วงแรกๆ หลายชิ้นระบุว่าการประยุกต์ใช้รังสีทรานซิชันทางแสงสำหรับการตรวจจับและการระบุอนุภาคแต่ละตัวดูเหมือนจะถูกจำกัดอย่างมากเนื่องจากความเข้มของรังสีต่ำโดยธรรมชาติ

ความสนใจในรังสีทรานซิชันได้รับการฟื้นฟูเมื่อการิเบียนแสดงให้เห็นว่ารังสีดังกล่าวควรปรากฏใน บริเวณรังสี เอ็กซ์สำหรับ อนุภาค อัลตรา รีลาติวิสติก ด้วย ทฤษฎีของเขาทำนายคุณสมบัติที่น่าทึ่งบางประการสำหรับรังสีทรานซิชันในบริเวณรังสีเอ็กซ์^{[ 3 ]}ในปี พ.ศ. 2492 การิเบียนแสดงให้เห็นในทางทฤษฎีว่าการสูญเสียพลังงานของอนุภาคอัลตรารีลาติวิสติก เมื่อปล่อยรังสีทรานซิชันขณะผ่านขอบเขตระหว่างตัวกลางและสุญญากาศจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปัจจัยลอเรนซ์ของอนุภาค^{[ 4 ]}การค้นพบทางทฤษฎีของรังสีทรานซิชันรังสีเอ็กซ์ ซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปัจจัยลอเรนซ์ ทำให้สามารถใช้รังสีทรานซิชันในฟิสิกส์พลังงานสูง ได้ต่อ ไป^{[ 5 ]}

ดังนั้น ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2492 การวิจัยเชิงทฤษฎีและเชิงทดลองอย่างเข้มข้นเกี่ยวกับ TR และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง TR รังสีเอ็กซ์ จึงเริ่มต้นขึ้น^{[ 6 ] [ 7 ]}

รังสีทรานซิชันในย่านรังสีเอกซ์ ( TR ) เกิดจาก อนุภาคประจุ ที่มีความเร็วสูงเมื่อเคลื่อนที่ผ่านรอยต่อของตัวกลางสองชนิดที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริก ต่างกัน รังสีที่ปล่อยออกมาคือผลต่างเอกพันธุ์ระหว่างผลเฉลยไม่เอกพันธุ์สองแบบของสมการของแม็กซ์เวลล์เกี่ยวกับสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กของอนุภาคที่เคลื่อนที่ในแต่ละตัวกลางแยกกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง เนื่องจากสนามไฟฟ้าของอนุภาคแตกต่างกันในแต่ละตัวกลาง อนุภาคจึงต้อง "สลัด" ผลต่างนั้นออกไปเมื่อเคลื่อนที่ผ่านขอบเขต การสูญเสียพลังงานทั้งหมดของอนุภาคประจุในทรานซิชันขึ้นอยู่กับ^{ปัจจัย}ลอเรนซ์γ = E / mc²และส่วนใหญ่จะพุ่งไปข้างหน้า โดยมีค่าสูงสุดที่มุมประมาณ1/ γ เมื่อเทียบกับเส้นทางของอนุภาค ความ เข้ม ของรังสีที่ปล่อยออกมาเป็นสัดส่วนโดยประมาณกับพลังงานของอนุภาคE

รังสีการเปลี่ยนผ่านทางแสงถูกปล่อยออกมาทั้งในทิศทางไปข้างหน้าและสะท้อนโดยพื้นผิวรอยต่อ ในกรณีที่แผ่นฟอยล์ทำมุม 45 องศาเทียบกับลำแสงอนุภาครูปร่างของลำแสงอนุภาคสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าที่มุม 90 องศา การวิเคราะห์รังสีที่มองเห็นได้ที่ละเอียดขึ้นอาจช่วยให้สามารถกำหนดค่าγและค่าการแผ่รังสีได้

ในการประมาณการเคลื่อนที่สัมพัทธภาพ ( ) มุมเล็ก ๆ ( ) และความถี่สูง ( ) สเปกตรัมพลังงานสามารถแสดงได้ดังนี้: ^{[ 8 ]}${\displaystyle \gamma \gg 1}$${\displaystyle \theta \ll 1}$${\displaystyle \omega \gg \omega _{p}}$

${\displaystyle {\frac {dI}{d\nu }}\approx {\frac {z^{2}e^{2}\gamma \omega _{p}}{\pi c}}{\bigg (}(1+2\nu ^{2})\ln \left(1+{\frac {1}{\nu ^{2}}}\right)-2{\bigg )}}$

โดยที่คือประจุอะตอมคือประจุของอิเล็กตรอนคือปัจจัยลอเรนซ์คือความถี่พลาสมา ค่าเหล่านี้จะลู่เข้าสู่ค่าอนันต์ที่ความถี่ต่ำ ซึ่งการประมาณค่าจะล้มเหลว พลังงานทั้งหมดที่ปล่อยออกมาคือ: ${\displaystyle z}$${\displaystyle e}$${\displaystyle \gamma }$${\displaystyle \omega _{p}}$

${\displaystyle I={\frac {z^{2}e^{2}\gamma \omega _{p}}{3c}}}$

คุณสมบัติของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ชนิดนี้ ทำให้เหมาะสำหรับการจำแนกอนุภาค โดยเฉพาะอิเล็กตรอนและแฮดรอนในช่วงโมเมนตัมระหว่าง1 GeV/cและ100 GeV/c โฟตอนรังสีเปลี่ยน สถานะ ที่เกิดจากอิเล็กตรอนมีช่วงความยาวคลื่น อยู่ ในช่วงรังสีเอ็กซ์ โดยมีพลังงานโดยทั่วไปอยู่ในช่วง 5 ถึง15 keVอย่างไรก็ตาม จำนวนโฟตอนที่ผลิตได้ต่อการข้ามผ่านส่วนต่อประสานนั้นมีน้อยมาก: สำหรับอนุภาคที่มีγ = 2×10³ ^จะตรวจพบโฟตอนรังสีเอกซ์ประมาณ 0.8 ตัว โดยปกติแล้วจะใช้วัสดุหรือวัสดุผสมหลายชั้นสลับกันเพื่อรวบรวมโฟตอนรังสีเปลี่ยนผ่านให้เพียงพอสำหรับการวัดที่เหมาะสม เช่น ชั้น วัสดุ เฉื่อย หนึ่ง ชั้นตามด้วยชั้นตรวจจับหนึ่งชั้น (เช่น ห้องก๊าซ ไมโครสตริป ) เป็นต้น

โดยการวางแผ่นเชื่อมต่อ (ฟอยล์) ที่มีความหนาและระยะห่างระหว่างฟอยล์ที่แม่นยำมากผลกระทบจากความสอดคล้อง จะปรับเปลี่ยนลักษณะ ทางสเปกตรัม และเชิงมุม ของรังสีเปลี่ยนผ่านทำให้สามารถผลิตโฟตอนได้จำนวนมากใน "ปริมาตร" เชิงมุมที่เล็กลง การใช้งานแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์นี้มีข้อจำกัด เนื่องจากรังสีถูกปล่อยออกมาในรูปทรงกรวย โดยมีความเข้มต่ำสุดที่จุดศูนย์กลาง อุปกรณ์โฟกัสรังสีเอกซ์ (ผลึก/กระจก) จึงสร้างได้ยากสำหรับรูปแบบการแผ่รังสีเช่นนี้

รังสีเปลี่ยนผ่านชนิดพิเศษคือรังสีแพร่กระจาย รังสีชนิดนี้จะถูกปล่อยออกมาเมื่ออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ผ่านตัวกลางที่มีค่าสภาพยอมทางไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอแบบสุ่ม^{9,10,11}

• เครื่องตรวจจับรังสีทรานซิชัน

• ปรากฏการณ์การรบกวนในรังสีการเปลี่ยนผ่านทางแสงและการประยุกต์ใช้ในการวินิจฉัยลำแสงอนุภาคและการ วัดการกระเจิงหลายครั้ง L. Wartski และคณะ วารสารฟิสิกส์ประยุกต์ -- สิงหาคม 1975 -- เล่มที่ 46 ฉบับที่ 8 หน้า 3644-3653

• บทความเกี่ยวกับการแผ่รังสีเปลี่ยนผ่าน