Streuung einer Prüfteilchenwelle an einem Ziel, deren Amplitude stark verstärkt wird, wenn die Energie des Teilchens (oder ein anderer Steuerparameter) einem quasi-gebundenen bzw. metastabilen Zustand des Gesamtsystems entspricht, was zu scharfen energieabhängigen Maxima der Wirkungsquerschnitte und charakteristischen Phasenänderungen führt.

Prinzip

Resonante Merkmale folgen aus Polen des Streuoperators (S-Matrix) nahe der physikalischen Energieachse; in der Nähe einer isolierten Resonanz kann die Amplitude durch eine Breit–Wigner-Form angenähert werden und die Phasenverschiebung springt etwa um π über die Resonanz hinweg.

Demonstration

Neutronenstreuung an Kernen zeigt schmale Resonanzpeaks bei Energien, wo zusammengesetzte Kernzustände quasi-gebunden sind; bei ultrakalten Atomen tritt eine Feshbach-Resonanz auf, wenn ein molekularer gebundener Zustand durch ein Magnetfeld in das Streukontinuum gebracht wird und die Kollisionsraten stark erhöht.

Fehlanwendung

Jeden Peak oder jede Verstärkung im Wirkungsquerschnitt als Resonanz zu deuten, ohne das Energieverhalten der Phase (oder die analytische Struktur der S-Matrix) zu prüfen, kann Scheinkorrelationen mit Schwellenkanten, Interferenzen oder Hintergrundstrukturen verursachen.

Konsequenz

Richtige Identifikation führt zu großen, stark energieabhängigen Querschnitten, verlängerter Wechselwirkungszeit (große Zeitverzögerung) und vorhersagbaren Änderungen des Streuphaseverhaltens sowie partiellen Breiten, die den Zerfallskanälen zugeordnet sind.

Umkehrung

Nichtresonante (potentielle oder direkte) Streuung zeigt glatte, langsam variierende Amplituden ohne isolierte Polstruktur und ohne schnelle π-Phasenverschiebung durch einen quasi-gebundenen Zustand.

Abgrenzung

Gilt, wenn Zwischenzustände quasi-gebunden existieren und mit Ein- und Ausgangskanälen gekoppelt sind; nicht anwendbar auf rein klassische geometrische Streuung ohne Welleninterferenz oder auf breite Hintergrundfeatures ohne nahegelegene Pole der S-Matrix.

Semantische Spannung

Man muss resonante Streuung von Schwellen- oder virtuellen Zuständen unterscheiden: Beide können Verstärkungen bewirken, unterscheiden sich jedoch durch Lage der Pole (gebunden/virtuell vs. resonant) und durch Verhalten der Phasenverschiebung.

Synthese

Resonante Streuung ist die wellenmechanische Verstärkung der Wechselwirkung, wenn Kontinuumsdynamik mit einem diskreten oder quasi-diskreten Niveau des Gesamtsystems koppelt; sie zeigt sich durch S‑Matrix‑Pole, Querschnittsmaxima und rasche Phasenentwicklung.