В физике ускорителей кинематически полный эксперимент — это эксперимент, в котором определены все кинематические параметры всех продуктов столкновения. Если в конечном состоянии столкновения участвуют n частиц, необходимо определить 3n компонент импульса (3 декартовых координаты для каждой частицы). Однако эти компоненты связаны друг с другом законами сохранения импульса в каждом направлении (3 уравнения) и сохранения энергии (1 уравнение), так что только 3n-4 компонента являются линейно независимыми. Таким образом, измерение 3n-4 компонент импульса представляет собой кинематически завершенный эксперимент.
Если в конечном состоянии участвуют только две частицы (например, в эксперименте Резерфорда по упругому рассеянию), то необходимо зарегистрировать только одну частицу. Однако для процессов, приводящих к трем продуктам столкновения, как, например, однократная ионизация атома-мишени, необходимо анализировать по импульсу две частицы (для одной из них достаточно измерить две составляющие импульса) и измерять их совпадение. Любая пара из трех частиц в конечном состоянии (т. е. рассеянный снаряд, выброшенный электрон и отскакивающий ион-мишень) может быть обнаружена. Первый кинематически завершенный эксперимент по однократной ионизации был выполнен для электронного удара. [1] Там были проанализированы по импульсу рассеянный электрон-снаряд и выброшенный электрон. Для ионного удара такой эксперимент гораздо сложнее из-за гораздо большей массы снаряда. В результате рассеяние снаряда, а также потеря энергии снаряда относительно начальной энергии на много порядков меньше, чем при электронном ударе, и не поддаются измерению стандартными методами для быстрых тяжелых ионов. Более того, только с появлением импульсной спектроскопии ионов отдачи с холодными мишенями (COLTRIMS) [2] можно было измерять ионы отдачи с достаточным разрешением по импульсу. Первый кинематически полный эксперимент по однократной ионизации ионным ударом был выполнен по импульсному анализу ионов отдачи и выбитых электронов. [3] Для протонного удара при гораздо меньшей энергии также были выполнены кинематически полные эксперименты по импульсному анализу рассеянных снарядов и ионов отдачи. [4] Эти исследования играют важную роль в контексте проблемы нескольких тел (см. статью о системах с несколькими телами ).
Другие процессы с участием более чем двух частиц в конечном состоянии, для которых были выполнены кинематически полные эксперименты, включают двойную ионизацию мишени электронным ударом, [5] перенос-ионизацию (т.е. один электрон мишени выбрасывается в континуум, а второй электрон захватывается снаряд) ионным ударом [6] и диссоциативным захватом в столкновениях p + H 2 , [7]где захват электрона снарядом приводит к фрагментации молекулы-мишени. Исследования по двойной ионизации и ионизации с переносом выявили важную роль эффектов электрон-электронной корреляции в процессах с участием множества электронов. При диссоциативном захвате наблюдалась ярко выраженная квантово-механическая интерференция, из которой была получена подробная информация о фазовом угле, которая, в свою очередь, дает чувствительную информацию о динамике нескольких тел.