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2025-03-23T21:35:14Z

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Die '''S-Matrix''' oder '''Streumatrix''' beschreibt in der [[Streutheorie]] der [[Quantenmechanik]] und der [[Quantenfeldtheorie]] die [[Streuamplitude]]n. Sie wurde 1937 von [[John Archibald Wheeler]]<ref>{{Literatur |Autor=John A. Wheeler |Titel=On the Mathematical Description of Light Nuclei by the Method of Resonating Group Structure |Sammelwerk=Physical Review |Band=52 |Nummer=11 |Datum=1937-12-01 |Sprache=en |ISSN=0031-899X |DOI=10.1103/PhysRev.52.1107 |Seiten=1107–1122}}</ref> in der [[Kernphysik]] eingeführt und unabhängig von Wheeler 1943 von [[Werner Heisenberg]]<ref>{{Literatur |Autor=W. Heisenberg |Titel=Die "beobachtbaren Größen" in der Theorie der Elementarteilchen |Sammelwerk=Zeitschrift für Physik |Band=120 |Nummer=7–10 |Datum=1943-07 |ISSN=1434-6001 |DOI=10.1007/BF01329800 |Seiten=513–538}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=W. Heisenberg |Titel=Die beobachtbaren Größen in der Theorie der Elementarteilchen. II |Sammelwerk=Zeitschrift für Physik |Band=120 |Nummer=11–12 |Datum=1943-11 |ISSN=1434-6001 |DOI=10.1007/BF01336936 |Seiten=673–702}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=W. Heisenberg |Titel=Die beobachtbaren Größen in der Theorie der Elementarteilchen. III |Sammelwerk=Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei |Band=123 |Nummer=1–2 |Datum=1944-03 |ISSN=0939-7922 |DOI=10.1007/BF01375146 |Seiten=93–112}}</ref> (von ihm als "Matrix S" bezeichnet) in den Quantentheorien von Elementarteilchen.

Die [[Betragsquadrat]]e der [[dimensionslos]]en Elemente der S-Matrix geben für einen Anfangs- und einen Endzustand die [[Wahrscheinlichkeit]], dass der Anfangszustand bei der [[Streuung (Physik)|Streuung]] in den Endzustand übergeht. Der nichttriviale Teil der S-Matrix wird '''T-Matrix''' oder '''Transfermatrix''' genannt.<ref>{{Literatur|Autor= Matthew D. Schwartz|Titel= Quantum Field Theory and the Standard Model|Verlag= Cambridge University Press|Ort= Cambridge|Datum= 2014|ISBN=978-1-107-03473-0|Sprache= en|Seiten=60}}</ref>

Die axiomatische S-Matrix-Theorie, ein Teilgebiet der [[Axiomatische Quantenfeldtheorie|axiomatischen Quantenfeldtheorie]], versucht zentrale Eigenschaften der S-Matrix, wie z. B. ihre [[Unitärer Operator|Unitarität]], [[axiom]]atisch festzuhalten. Ein früher Erfolg axiomatischer Überlegungen ist die von [[Harry Lehmann (Physiker)|Harry Lehmann]], [[Kurt Symanzik]] und [[Wolfhart Zimmermann]] gefundene und nach den Anfangsbuchstaben ihrer Nachnamen benannte [[LSZ-Reduktionsformel]]. Diese besagt, dass die S-Matrix einer Quantenfeldtheorie sich aus den zeitgeordneten [[Axiomatische Quantenfeldtheorie #N-Punkt-Funktionen|n-Punkt-Funktionen]] berechnen lässt.

In den 1960er Jahren misstraute man der Anwendbarkeit der konventionellen Quantenfeldtheorie in der Theorie der [[starke Wechselwirkung |starken Wechselwirkung]]. Hier galt die S-Matrix-Theorie als Alternative und war daher ein sehr aktives Forschungsfeld, insbesondere in der Schule von [[Geoffrey Chew]].

Die Formulierung einer S-Matrix ist nur möglich, wenn vor und nach dem Streuvorgang die Existenz nicht-wechselwirkender [[asymptotisch]]er Zustände bzw. Felder angenommen wird.

Weil in der Quantenfeldtheorie auf gekrümmten [[Raumzeit]]en die Formulierung eines [[Fockraum]]s asymptotischer Zustände zu sehr frühen und späten Zeiten im Allgemeinen nicht möglich ist, wird für diese Fälle nach Alternativen zur Formulierung einer S-Matrix geforscht.

Auch in [[Konforme Feldtheorie|konformen Quantenfeldtheorien]] ist die Definition einer S-Matrix unmöglich, weil hier die Definition asymptotischer Felder und Zustände unmöglich ist; weit entfernte Punkte können nämlich durch eine [[Dilatation (Geometrie)|Dilatation]] in nahe Punkte [[Abbildungsgeometrie|abgebildet]] werden.

== Literatur ==
{{Siehe auch|Streutheorie}}

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Quantenmechanik]]
[[Kategorie:Quantenfeldtheorie]]
[[Kategorie:Streutheorie]]

S-Matrix - Versionsgeschichte

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