En 1942, quand les armées du Troisième Reich envahissent les Pays-Bas, Wouthuysen se cache pour échapper aux persécutions envers les juifs et trouve refuge en Belgique sous un nom d'emprunt[1].
En collaboration avec Leslie Lawrence Foldy(en), il met au point la transformation Foldy–Wouthuysen (aussi appelée FW Transformation en anglais) en 1949, utilisée en physique des hautes énergies, qui sert à mieux cerner la limite non relativiste de l'équation de Dirac[3],[4],[5],[6]. Avec George B. Field, il met au point la théorie du couplage Wouthuysen-Field (ou effet Wouthuysen-Field) qui permet de relier la température d'excitation (ou température de spin) de l'hydrogène atomique (donc neutre) au rayonnement Lyman-alpha. Ce rayonnement serait apparu vers la fin des âges sombres de l'Univers[7], mais est toujours indétecté en 2010[8].
↑ (en) L. L. Foldy et S. A. Wouthuysen, «On the Dirac Theory of Spin 1/2 Particles and its Non-Relativistic Limit», Physical Review, vol.78, , p.29-36 (lire en ligne)
↑ (en) L. L. Foldy, «The Electromagnetic Properties of the Dirac Particles», Physical Review, vol.87, no5, , p.682-693
↑ (en) M. H. L. Pryce, «The mass-centre in the restricted theory of relativity and its connexion with the quantum theory of elementary particles», dans Proceedings of the Royal Society of London, vol.A195, coll.«Series A: Mathematical and Physical Sciences», , p.62-81
↑ (en) S. Tani, «Connection between particle models and field theories. I. The case spin 1/2.», Progress of Theoretical Physics, vol.6, , p.267-285