Der Wirkungsquerschnitt σ ist eine physikalische Größe zur Beschreibung von Streuvorgängen. Er ist ein Maß für die Wahrscheinlichkeit der Streuung eines einfallenden Teilchens am Streuzentrum. Eine anschauliche Erklärung ist die effektive Streufläche. Der Wirkungsquerschnitt hat daher die Dimension einer Fläche. Er wird in der Teilchen- und Kernphysik meist in Barn angegeben:
1barn=10−28m2=10−24cm2=10−4pm2
Die Bezeichnung barn (engl: Scheune) wurde während des Manhattenprojekts für sehr große Wirkungsquerschnitte eingeführt und ist eine Anspielung auf die Redewendung ”as big as a barn“ (deutsch: ”groß wie ein Scheunentor“) gewesen.
In der Teilchenphysik liegen die Wirkungsquerschnitte üblicherweise zwischen nb und pb.
In einem Kollisionsexperiment ist die Anzahl N der Streuereignisse, die gemessen werden kann, gegeben durch den Wirkungsquerschnitt und die integrierte Luminosität:
N=σ⋅L
Zur experimentellen Messung eines differentiellen Wirkungsquerschnitts als Funktion einer Observablen X nach
dσdX=1L⋅dNdX
gehört neben der Luminosität die Bestimmung der “wahren” Anzahl N der Ereignisse mit den gewünschten Eigenschaften als Funktion von X.