Schéma d'une expérience de réaction et section efficace
(avec le système des unités naturelles telles que $\hbar\,=\,1$ )

On se propose d'étudier la collision^IV25 de deux particules $A$ et $B$ , c'est-à-dire de détermi-ner quelle est la nature des forces sous l'effet desquelles l'interaction entre ces deux particules peut donner naissance, dans l'état final, à $n$ particules $(n\,\geq\,2)$ :

$$A\,+\,B~~\longrightarrow~~a\,+\,b\,+\,c\,+\,\ldots$$

Plus précisément, l'expérience a pour objet de tester la validité d'un modèle théorique d'interaction qui permet de calculer a priori la probabilité de transition à partir d'un état initial déterminé de ces deux particules vers un ensemble d'états finaux eux aussi bien déterminés.

Cet état initial $(t_i\,=\,-\infty)$ est réalisé au moyen d'un appareillage expérimental (accéléra-teur plus cible) qui a pour fonction de sélectionner les couples de particules $A$ et $B$ de telle sorte qu'elles se rencontrent et que leurs impulsions $\overrightarrow{P}_A$ et $\overrightarrow{P}_B$ soient voisines^IV26 de deux valeurs moyennes $\overline{P}_A$ et $\overline{P}_B$ . Cette sélection constitue la préparation de l'état initial noté I.

Ces deux particules interagissent quand elles deviennent voisines et à un instant $t_0$ choisi pour origine des temps.

Les $n$ particules secondaires résultant de cette interaction peuvent être émises dans diverses directions et donc avec diverses valeurs de leurs impulsions.

Une deuxième partie de l'appareillage effectue une deuxième sélection en détectant seulement les états finals correspondant à un domaine^IV27déterminé $dQ$ de l'espace total $\cal E$ des impulsions. L'extension de ce domaine $dQ$ dépend de l'acceptance angulaire et de la résolution en énergie des détecteurs dont chacun ne détecte que des particules dont l'impulsion $\vec{p}_i$ appartient à un élément de volume $d^3p_i$ .

L'ensemble du processus de mesure mis en œuvre dans une telle expérience est schématisé ci-dessous :