Techniklexikon

Wirkungsquerschnitt

Oberflächen- und Grenzflächenphysik, ein Mass für die Wahrscheinlichkeit, dass eine Wechselwirkung zwischen zwei Reaktionspartnern stattfindet. Er wird aus dem Verhältnis s der Zahl der Reaktionen pro Streuzentrum und Zeit sowie der Zahl der Projektile pro Zeit und Fläche gebildet und in der Flächeneinheit barn angegeben, wobei 1 barn = 10^-28 m² ist. Der Wirkungsquerschnitt kann anschaulich als diejenige (Kreis-) Fläche interpretiert werden, die von dem Primärteilchen getroffen werden müsste, um die entsprechende Reaktion auszulösen. In Abhängigkeit von der Gesamtenergie E können im allgemeinen mehrere verschiedene Reaktionen (R) stattfinden, so dass man den Wirkungsquerschnitt gewöhnlich für jede Reaktion gesondert betrachtet und mit s_R(E) bezeichnet. Der totale Wirkungsquerschnitt ergibt sich dann als Summe über die einzelnen Kanäle: .

Im Experiment wird meist der differentielle Wirkungsquerschnitt  bestimmt, der angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein bestimmtes Reaktionsprodukt, beispielsweise ein gestreutes Teilchen, von einem Detektor der Fläche F, die ein Raumwinkelelement  erfasst, unter den Winkeln  und  zur Strahlachse nachzuweisen ist (siehe Abb.). Man spricht dann auch vom Streuquerschnitt.

Wirkungsquerschnitt: Zur Berechnung des differentiellen Wirkungsquerschnitts.