現代高能物理的發展,同其他物理學一樣是理論和實驗的互動,而這種互動主要的橋樑就是散射矩陣。
假設散射源為很好的定域散射源,與被散射粒子的相互作用局限在有限的空間範圍內,那么,無窮遠時間以前粒子處於一個自由態,稱為入態,記為|Ψ>in;無窮遠時間之後粒子也是處於一個自由態,稱為出態,記為|Ψ>out。 入態到初態,相互作用可以用一個矩陣描述,記為S,那么就有:
|Ψ>out=S |Ψ>in
這就是散射矩陣的定義。
散射矩陣直接與可觀測的物理量相聯繫,但是我們在量子場論中處理的是場,兩者如何聯繫?或者說如何從量子場論計算散射矩陣?我們還要利用一個LSZ約化規則,它聯繫了量子場論中的格林函式和可觀測的散射矩陣。這使得理論能夠預言實驗。
散射矩陣(scattering matrix) 在微波元件中表示網路特性的參量之一,在n連線埠線性網路中,描述各連線埠歸一化入射電壓波a與歸一化反射電壓波b之間的關係為[b]=[S][a],其中
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