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La diffusion de Mott est la diffusion d'un lepton de spin 1/2 sur une particule ponctuelle de spin 1/2, de masse finie et de charge électrique ${\displaystyle e}$. Elle ne dépend que de la cinématique, et sa section efficace s'écrit :

${\displaystyle {\frac {d\sigma }{d\Omega }}=\left({\frac {\alpha \cos {\frac {\theta }{2}}}{2E\sin ^{2}{\frac {\theta }{2}}}}\right)^{2}{\frac {E}{E'}}}$,

où ${\displaystyle E}$ est l'énergie du lepton dans le référentiel de la particule ponctuelle au repos, ${\displaystyle \theta }$ l'angle de diffusion, ${\displaystyle \alpha }$ la constante de structure fine, et l'énergie de recul ${\displaystyle E'}$ est définie comme

${\displaystyle E'={\frac {E}{1+{\frac {2E}{M}}\sin ^{2}{\frac {\theta }{2}}}}}$,

avec ${\displaystyle M}$ la masse de la particule ponctuelle.

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