Diagramme de Feynman

Un diagramme de Feynman est un diagramme qui montre ce qui se passe lorsque des particules élémentaires entrent en collision.

Dans ce diagramme de Feynman, un électron et un positron se détruisent mutuellement, produisant un photon virtuel qui devient une paire quark-antiquark. Puis on rayonne un gluon

Les diagrammes de Feynman sont utilisés en mécanique quantique. Un diagramme de Feynman comporte des lignes de différentes formes – droites, pointillées et tigrées – qui se rejoignent en des points appelés sommets. Les sommets sont les points de départ et d’arrivée des lignes. Les points du diagramme de Feynman où les lignes se rencontrent représentent deux ou plusieurs particules qui se trouvent au même endroit de l’espace au même moment. Les lignes dans un diagramme de Feynman représentent l’amplitude de probabilité pour une particule d’aller d’un endroit à un autre.

Dans les diagrammes de Feynman, les particules sont autorisées à aller à la fois en avant et en arrière dans le temps. Lorsqu’une particule va en arrière dans le temps, elle est appelée antiparticule. Les points de rencontre des lignes peuvent également être interprétés en avant ou en arrière dans le temps, de sorte que si une particule disparaît dans un point de rencontre, cela signifie que la particule a été créée ou détruite, selon la direction dans le temps d’où elle est arrivée.

Toutes les lignes et tous les sommets ont une amplitude. Lorsque vous multipliez l’amplitude de probabilité pour les lignes, l’amplitude pour que les particules aillent de là où elles commencent à là où elles se rencontrent, et au point de rencontre suivant, et ainsi de suite, et que vous multipliez également par l’amplitude pour chaque point de rencontre, vous obtenez un nombre qui vous indique l’amplitude totale pour que les particules fassent ce que le diagramme dit qu’elles font. Si vous additionnez toutes ces amplitudes de probabilité sur tous les points de rencontre possibles, et sur tous les points de départ et d’arrivée avec un poids approprié, vous obtenez l’amplitude de probabilité totale pour une collision dans un accélérateur de particules, qui vous indique la probabilité totale de ces particules de rebondir les unes sur les autres dans une direction particulière.

Les diagrammes de Feynman sont nommés d’après Richard Feynman, qui a remporté le prix Nobel de physique. Ses diagrammes sont très simples dans le cas de l’électrodynamique quantique (QED), où il n’y a que deux types de particules : les électrons (petites particules à l’intérieur des atomes) et les photons (particules de lumière). En QED, la seule chose qui puisse se produire est qu’un électron (ou son antiparticule) puisse émettre (ou absorber) un photon, de sorte qu’il n’y a qu’un seul élément constitutif pour toute collision. L’amplitude de probabilité pour l’émission est très simple – elle n’a pas de partie réelle, et la partie imaginaire est la charge de l’électron.