散射矩阵

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散射矩阵,又称S矩阵,是物理学中描述散射过程的一个主要观测量。

现代高能物理的发展,同其他物理学一样是理论和实验的互动,而这种互动主要的桥梁就是散射矩阵

假设散射源为很好的定域散射源,与被散射粒子的相互作用局限在有限的空间范围内,那么,无穷远时间以前粒子处于一个自由态,称为入态,记为|Ψ>in;无穷远时间之后粒子也是处于一个自由态,称为出态,记为|Ψ>out。 入态到初态,相互作用可以用一个矩阵描述,记为S,那么就有:

|Ψ>out=S |Ψ>in

这就是散射矩阵的定义。

散射矩阵直接与可观测的物理量相联系,但是我们在量子场论中处理的是场,两者如何联系?或者说如何从量子场论计算散射矩阵?我们还要利用一个LSZ约化规则,它联系了量子场论中的格林函数和可观测的散射矩阵。这使得理论能够预言实验。