散射截面（the scattering cross section）

想象你朝远处一道栅栏扔网球，问自己有多大概率打中一根栅栏柱。柱子宽，你常常命中；柱子细，你多半落空。物理学家用一个叫做截面（cross section）的量来刻画这种「有效靶面积」的想法。直观地说，它是一个靶粒子为了让某个特定反应发生，对入射粒子呈现出的「表观面积」。截面大意味着反应容易发生；截面小意味着反应罕见。

截面有着货真价实的面积单位，粒子物理学家用靶恩（barn）来量它（一靶恩是十的负二十八次方平方米，以亚原子的标准看大得可笑，所以才有「大得像谷仓（barn）」的玩笑）。不过它并不真是粒子的几何尺寸——它取决于你问的是哪个反应。同一个质子，对一次温和的电磁偏折呈现很大的截面，对一个罕见过程却呈现小得多的截面，因为截面编码的是概率，而非实在的体量。理论家直接从振幅平方与相空间折叠中算出它，正如黄金法则所规定的那样。

在散射中，截面是理论与实验之间的核心货币。理论预言一个截面；实验则通过数清在已知束流照射量下发生了多少次反应来测量它。两者的联系简单得令人愉快：事件速率等于截面乘以亮度（luminosity，对撞束流有多强的量度）。发现一个新粒子或检验标准模型，往往最终归结为：测得的截面是否与预言的截面相符。