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Abstract

The interaction of a fast charged particle moving in a free-electron gas is described in the random phase approximation (RPA). The mean free path for the second order process of double-plasmon excitation in the free-electron gas is calculated. We find that the inverse mean free path for the double-plasmon excitation process is related to the inverse mean free path for single plasmon excitation by λmath image = 0.0103 rmath imageλ−1p. Thus, for electron densities corresponding to those in a real metal (1 < rs < 6) double-plasmon excitation may be important in the interpretation of certain experimental results as, for example, characteristic energy loss measurements.

Die Wechselwirkung schneller, geladener Teilchen, die sich in einem Gas freier Elektronen bewegen, wird mit der „random phase”-Näherung (RPA) beschrieben. Es wird die mittlere freie Weglänge für den Prozeß zweiter Ordnung der Plasmonen-Zweifachanregung in dem Gas freier Elektronen berechnet. Es wird gefunden, daß die inverse mittlere freie Weglänge für den Doppelanregungsprozeß der Plasmonen mit dem der Einfachanregung der Plasmonen durch λmath image = 0.0103 rmath imageλ−1p verknüpft ist. Für Elektronendichten, die denen in realen Metallen (1 < rs < 6) entsprechen, kann somit Doppelanregung von Plasmonen bei der Interpretation gewisser experimenteller Ergebnisse, wie zum Beispiel Messungen charakteristischer Energieverluste, bedeutend werden.