S-matrix

定义 Definition

S-matrix（散射矩阵）是量子力学与量子场论中用来描述粒子散射过程的数学对象：它把“初态”（入射粒子在远过去的状态）映射到“末态”（散射后在远未来的状态），从而编码各种散射概率与振幅。常见于高能物理、散射理论与弦论等语境。（在不同领域里也可泛指更一般的“散射矩阵”，但最常指物理中的这一概念。）

发音 Pronunciation

/ˈɛs ˌmeɪtrɪks/

例句 Examples

In this course, we will compute the S-matrix for simple two-particle scattering.
在这门课中，我们将计算简单两粒子散射的散射矩阵。

The unitarity of the S-matrix imposes strong constraints on how amplitudes behave at high energies, linking conservation of probability to the analytic structure of scattering.
散射矩阵的幺正性对高能下振幅的行为施加强约束，把概率守恒与散射过程的解析结构联系起来。

词源 Etymology

S-matrix中的 S 来自 scattering（散射） 的首字母；matrix（矩阵）源自拉丁语 matrix（“母体/源头”），在数学里指按行列排列的数表。合起来字面意思就是“用于描述散射的矩阵”。该术语在20世纪中期随散射理论与量子场论的发展而广泛流行。

相关词 Related Words

• Amplitude
• Cross-section
• Scattering
• Unitarity
• Perturbation
• S-channel
• T-matrix
• Optical Theorem

文学与著作 Literary Works

• Steven Weinberg, The Quantum Theory of Fields（《量子场论》）
• Michael E. Peskin & Daniel V. Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory（《量子场论导论》）
• Claude Itzykson & Jean-Bernard Zuber, Quantum Field Theory（《量子场论》）
• R. J. Eden, P. V. Landshoff, D. I. Olive & J. C. Polkinghorne, The Analytic S-Matrix（《解析S矩阵》）
• Werner Heisenberg 等相关论文与“S矩阵理论（S-matrix theory）”传统文献（20世纪50–60年代高能物理的重要研究路线）