Feynman-diagram

A Feynman-diagram egy olyan diagram, amely megmutatja, mi történik, amikor elemi részecskék ütköznek.

Ebben a Feynman-diagramban egy elektron és egy pozitron megsemmisíti egymást, virtuális fotont hozva létre, amely kvark-antikvark párrá alakul. Ezután az egyik kisugárzik egy gluon

A Feynman-diagramokat a kvantummechanikában használják. Egy Feynman-diagram különböző alakú – egyenes, szaggatott és szaggatott – vonalakból áll, amelyek csúcsoknak nevezett pontokban találkoznak. A csúcsok azok a pontok, ahol a vonalak kezdődnek és végződnek. A Feynman-diagramokban azok a pontok, ahol a vonalak találkoznak, két vagy több olyan részecskét jelképeznek, amelyek történetesen a tér ugyanazon pontján tartózkodnak egy időben. A Feynman-diagram vonalai egy részecske egyik helyről a másikra való átmenetének valószínűségi amplitúdóját reprezentálják.

A Feynman-diagramokban a részecskék előre és hátra is mehetnek az időben. Ha egy részecske visszafelé halad az időben, azt antirészecskének nevezzük. A vonalak találkozási pontjai is értelmezhetők előre vagy hátrafelé az időben, így ha egy részecske eltűnik egy találkozási pontban, az azt jelenti, hogy a részecske vagy létrejött, vagy megsemmisült, attól függően, hogy a részecske az időben milyen irányból érkezett.

Minden vonalnak és csúcsnak van amplitúdója. Ha megszorozzuk a vonalak valószínűségi amplitúdóját, a részecskék amplitúdóját, hogy onnan, ahonnan elindulnak, oda menjenek, ahol találkoznak, és a következő találkozási pontba, és így tovább, és megszorozzuk az egyes találkozási pontok amplitúdójával is, akkor kapunk egy számot, amely megadja a részecskék teljes amplitúdóját ahhoz, amit a diagram szerint tesznek. Ha ezeket a valószínűségi amplitúdókat az összes lehetséges találkozási ponton, valamint az összes kezdő- és végponton megfelelő súllyal összeadjuk, megkapjuk a részecskegyorsítóban történő ütközés teljes valószínűségi amplitúdóját, amely megmondja, hogy ezeknek a részecskéknek mekkora a teljes valószínűsége, hogy egy adott irányban egymásnak pattannak.

A Feynman-diagramokat Richard Feynman után nevezték el, aki fizikai Nobel-díjat kapott. Diagramjai nagyon egyszerűek a kvantumelektrodinamika (QED) esetében, ahol csak kétféle részecske létezik: elektronok (kis részecskék az atomokban) és fotonok (fényrészecskék). A QED-ben csak az történhet, hogy egy elektron (vagy antirészecskéje) képes fotont kibocsátani (vagy elnyelni), tehát minden ütközésnek csak egy építőeleme van. Az emisszió valószínűségi amplitúdója nagyon egyszerű – nincs valós része, és a képzeletbeli része az elektron töltése.