I kvantemekanikken er spredningsmatrixen eller S-matrixen en matrix af mængder, der beskriver overgangsprocessen for kvantemekaniske systemer fra en tilstand til en anden under deres interaktion (spredning). [1] Det er nødvendigt at skelne mellem spredningsmatrixen og S-parametrene , som beskriver de fysiske parametre for en elektromagnetisk bølge i mikrobølgeteknologi og bruges til at beskrive mikrobølgeenheder , der forbinder de komplekse amplituder af den indfaldende og reflekterede bølger i terminalplaner af en ækvivalent multipol ved en lineær afhængighed.
Spredningsmatrixen blev først introduceret af John Wheeler i hans papir fra 1937 'On the Mathematical Description of Light Nuclei by the Method of Resonating Group Structure'. [2] I dette papir introducerede Wheeler begrebet en spredningsmatrix, en enhedsmatrix af koefficienter, der relaterer "den asymptotiske adfærd af en vilkårlig bestemt løsning af en integralligning til løsninger i standardform." [3] . Senere og selvstændigt introduceret af Werner Heisenberg i 1943
Spredningsmatrixen har egenskaberne relativistisk kovarians, unitaritet , kausalitet og opfylder korrespondanceprincippet. Egenskaben relativistisk kovarians betyder, at loven om transformation af bølgefunktionen ikke bør afhænge af referencerammen. Enhedsegenskaben følger af kravet om, at normen for bølgefunktionerne skal bevares før og efter spredning. Egenskaben kausalitet følger af kravet om, at en ændring i loven om vekselvirkning i et vilkårligt rum-tid-område kun skal ændre udviklingen af det fysiske system i efterfølgende tidspunkter. [4] [5]