X線より波長の短い光

Question

自分の知る限り最も波長の短い光はX線ですが、
さらに波長の短い光はどのような性質を持つのでしょうか？

どこまで行っても単に波長の短い光なのでしょうか？

別に困ってませんが、ふと気になりました。

tadys · Accepted Answer

X線より波長の短い光はまとめてガンマ線と呼ばれていますが、エネルギーで区分して　Mevガンマ線、Gevガンマ線、Tevガンマ線などと呼ばれています。
超高エネルギーガンマ線と呼ぶこともあります。
エネルギーの高いガンマ線は波としての性質よりも粒子としての性質が明らかになります。

Tevガンマ線となると人為的に発生させるのは困難なので、宇宙から到達する宇宙線の観測が主な研究対象となります。
http://www.cta-observatory.jp/overview.html
http://www.kek.jp/ja/NewsRoom/Highlights/20111201170000/

ウランの核分裂で発生するガンマ線のエネルギーは7Mev 前後です。
次世代の加速器として検討されているILCは250Gevのビームを発生させる予定です。

lazydog1 · Answer

X線が波長10nm～100 pm、ガンマ線がそれ以下の波長と、おおむね分類されています。もっとも、X線は当初、謎の放射線だったのでXと命名されたということがあり、X線という分類がないとする人もいます。分類だけの話なので、どちらでもいいことです。

理論上は、波長の短さの上限があります。それは、時間に最小単位があり、それより短い時間では物理現象は起こらないとされているからです。その最小の時間をプランク時間と呼びます。

光速度は秒速30万kmですから、それが1プランク時間の間に一つの波となれるのが最も短い波長となります。実はそれがプランク長と呼ばれる物理的に最も小さい大きな（長さ）でもあり、約1.6×10のマイナス35乗メートルになります。周波数なら、約1.9×10の43乗Hzでプランク周波数と呼ばれています。

それもガンマ線に含めて問題ありません。X線より波長が短い電磁波は全部ガンマ線です。

まだ実験的にそんな超々高周波を出せたことはありませんし、はっきり観測されたこともありません（もしかすると、素粒子加速実験器の内部で一時的に発生したことはあるかもしれない）。

ybnormal · Answer

現時点で理論的にこれ以上高いエネルギーの電磁波が存在しないというリミットがわかっていない以上、「電磁波のエネルギーの上限はわからない」というのが結論でしょう。

1.02Mevをこえると確かに電子対生成が起きやすくなりますが、あくまでもそのエネルギー帯域では、光電効果やコンプトン散乱よりも電子対生成による吸収が支配的になるというだけで、100%の確率では起きません（実際には、それほど高い確率では起きません。反応断面積のグラフで、光電効果と電子対生成の断面積を比較すると、相対的に電子対生成の反応断面積は小さいことがわかります。つまり起きる確率は高くないということです）。多くの高エネルギーの電磁波は吸収されずに飛び回っているわけです。

NASAのQ&Aでは、
http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answ …
いままで観測された電磁波の中で最大のエネルギーは、Tevだが、Pevレベルまでは悠にあると考えられる。
可能な最大エネルギーはわかっていない。
極めて高エネルギーのガンマ線があったとしても、それを検出する検出器の開発が必要。

NASAのQ&Aでは、
http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970412e.html
いままで観測された電磁波の中で最大のエネルギーは、Tevだが、Pevレベルまでは悠にあると考えられる。
可能な最大エネルギーはわかっていない。
極めて高エネルギーのガンマ線があったとしても、それを検出する検出器の開発が必要。

ORUKA1951 · Answer

＞ところで、1pmよりどんどん短くなって行ってももX線(γ線)はX線(γ線)で、性質は変わらないのでしょうか？ 
　電磁波は波長によって性質や(便宜的な)名称が変わります。

【引用】＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ここから
X線とは波長領域（エネルギー領域）の一部が重なっており、ガンマ線とX線との区別は波長ではなく発生機構によっている。そのため、波長からガンマ線かX線かを区別することはできない。正式には、原子核内のエネルギー準位の遷移を起源とするものをガンマ線と呼び、軌道電子の遷移を起源とするものをX線と呼ぶ。ただし、発生機構の違いを明確に別ける必要がない場合には、波長領域による区分として一意的に扱い、紫外線を超えるエネルギー領域（短い波長領域）の電磁波をまとめてガンマ線と呼ぶこともある[要出典]。
￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣ここまで［ガンマ線 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AC%E3%83%B3%E3%83%9E%E7%B7%9A )］より

Tann3 · Answer

X線とガンマ線の違いをきちんと理解されていて、既に、かなりの物理の知識をお持ちのようにお見受けします。

私も、ガンマ線よりも波長の短い波動現象の呼び名は見たことがありません。その領域まで含めて「ガンマ線」と呼ぶのではないでしょうか。
　なお、Ｘ線は原子核内の電子由来ですから、そこまでの短波長（高エネルギー）のものは存在しないのではないかと思います。

電磁波（光）のエネルギーは、

Ｅ＝ｈν＝ｈｃ／λ

Ｅ : エネルギー
　　　h : プランク定数
　　　ν : 振動数
　　　ｃ : 光の速さ
　　　λ : 波長

ですから、ガンマ線より波長の短い（振動数の大きい）電磁波は、極めてエネルギーの高い危険なものになります。
　ガンマ線のエネルギーが1.02MeV以上（波長で言うと1pm以下）だと、電子対生成などを起こしますので。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AF%BE%E7%94%9F%E6%88%90

ORUKA1951 · Answer

＞どこまで波長を短くしてもX線はX線で、X線の性質しか持っていないのか？
　金属の深部調査でγ線レベルのものを使えばX線と言って良いです。それを放射性物質に頼ればX線とは言わずγ線と言います。
　そのレベルの、人の都合による分類ですから・・
　腐敗と発酵のような物・・

電磁波を考えるときは、光は電磁波と全く同義語として扱います。γ線を発生する遠方の銀河から届く場合も、単に「光」が届くで良いのですよ。
・電磁波＝光
・周波数や用途、発生方法によって適当に区別して呼ばれている。
　　マイクロ波を赤外線とは言わない。こだわる必要もない。
　もし、それをマイクロ波として発生させ利用しているならマイクロ波ですし、赤外線として発生利用させているなら赤外線。

ORUKA1951 · Answer

電磁波に区別はありません。
X線より波長が短いものにはγ線があります。
　実質的に区別する必要はないのですが、人がコントロールして放出し利用しているものがX線
　⇒電磁波 - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9B%BB%E7%A3%81%E6%B3%A2#.E7.A8.AE.E9.A1.9E )

X線より波長の短い光