Diffusion dans l'harmonique partielle l = 1, caractérisée par une unité de moment angulaire orbital et une dépendance angulaire anisotrope. À basse énergie la diffusion en onde p est affaiblie par la barrière centrifuge par rapport à l'onde s, mais elle peut dominer lorsque l'onde s est interdite ou proche d'une résonance p.

Principe

La barrière centrifuge ∝ l(l+1)/r^2 supprime les contributions l = 1 à faible k, produisant des lois de seuil avec des puissances plus élevées de k ; le paramètre p-leading est le volume de diffusion v_p (parfois noté a1) défini par k^3 cot δ1(k) ≈ −1/v_p + (1/2) r_p k^2 + …, qui encode la dépendance angulaire et énergétique.

Démonstration

Des fermions identiques dans le même état de spin ne peuvent diffuser en onde s et leurs collisions basse énergie sont donc gouvernées par l'onde p ; expérimentalement, les résonances de Feshbach p montrent en gaz ultrafroids une diffusion anisotrope fortement dépendante de l'énergie et des paramètres de diffusion réglables (volume et portée effectives).

Mauvaise application

Employer des formules d'onde s (σ ≈ 4π a^2) pour des situations dominées par l'onde p, ou traiter le volume de diffusion comme une simple longueur géométrique ; appliquer l'expansion basse énergie hors de sa validité peut fausser la forme et la dépendance en énergie des résonances.

Conséquence

La dominance p induit des sections efficaces différentielles anisotropes, des sections efficaces avec une dépendance en énergie plus marquée (σ ∝ k^2 à l'ordre le plus bas non nul pour des particules distinguables en 3D lorsque l'onde s est absente) et des phénomènes collectifs distincts comme l'appariement p et la superfluidité anisotrope dans des systèmes fermioniques.

Inversion

Si l'on supprime les effets p (par symétrie ou énergie), la diffusion redevient dominée par l'onde s avec comportement isotrope ; inversement, une forte résonance p inverse les attentes de seuil et exige l'inclusion de paramètres dépendants de l'énergie et résolus en angle.

Limite

Pertinente pour des potentiels centraux à courte portée et une diffusion monoconfigure proche du seuil en trois dimensions ; la désignation par harmoniques partielles peut échouer en présence d'un fort couplage spin-orbite, de résonances multicanaux ou d'interactions à longue portée qui modifient les exposants de seuil et le couplage entre canaux angulaires.

Tension sémantique

Tension entre l'analogie des paramètres p avec ceux de l'onde s (longueur versus volume) et la différence qualitative apportée par la dépendance angulaire et l'échelle en énergie ; les praticiens confondent parfois le volume de diffusion avec une intuition géométrique sur la taille de l'interaction.

Synthèse

La diffusion en onde p est le canal partiel anisotrope principal (l = 1) qui gouverne les collisions basse énergie lorsque l'onde s est supprimée ou qu'une structure résonante renforce l = 1 : elle se caractérise par un volume de diffusion et des paramètres dépendant de l'énergie qui génèrent une diffusion anisotrope et fortement dépendante de l'énergie.