Feynmanov diagram
Feynmanov diagram je diagram, ki prikazuje, kaj se zgodi ob trku elementarnih delcev.
Feynmanovi diagrami se uporabljajo v kvantni mehaniki. Feynmanov diagram ima črte različnih oblik - ravne, črtkane in vijugaste - ki se stikajo v točkah, imenovanih vrhovi. Vrhovi so mesta, kjer se črte začnejo in končajo. Točke v Feynmanovih diagramih, kjer se črte stikajo, predstavljajo dva ali več delcev, ki se istočasno nahajajo na isti točki v prostoru. Črte v Feynmanovem diagramu predstavljajo amplitudo verjetnosti za prehod delca z enega mesta na drugo.
V Feynmanovih diagramih se delci lahko gibljejo tako naprej kot nazaj v času. Kadar gre delec nazaj v času, se imenuje antidelec. Tudi stične točke za črte se lahko interpretirajo naprej ali nazaj v času, tako da če delec izgine v stični točki, to pomeni, da je bil delec ustvarjen ali uničen, odvisno od smeri v času, iz katere je delček prišel.
Vse črte in vrhovi imajo amplitudo. Ko pomnožimo amplitudo verjetnosti za črte, amplitudo za delce, da gredo od mesta, kjer se začnejo, do mesta, kjer se srečajo, in do naslednje točke srečanja in tako naprej, ter pomnožimo z amplitudo za vsako točko srečanja, dobimo število, ki nam pove skupno amplitudo za delce, da naredijo to, kar je zapisano v diagramu. Če seštejete vse te amplitude verjetnosti za vse možne točke srečanja ter za vse začetne in končne točke z ustrezno utežjo, dobite skupno amplitudo verjetnosti za trk v pospeševalniku delcev, ki vam pove skupno verjetnost, da se bodo ti delci odbili drug od drugega v kateri koli smeri.
Feynmanovi diagrami so poimenovani po Richardu Feynmanu, ki je prejel Nobelovo nagrado za fiziko. Njegovi diagrami so zelo preprosti v primeru kvantne elektrodinamike (QED), kjer obstajata le dve vrsti delcev: elektroni (majhni delci v atomih) in fotoni (delci svetlobe). V QED se lahko zgodi le to, da elektron (ali njegov antidelec) odda (ali absorbira) foton, zato je za vsak trk na voljo le en gradnik. Amplituda verjetnosti za emisijo je zelo preprosta - nima realnega dela, imaginarni del pa je naboj elektrona.
V tem Feynmanovem diagramu elektron in pozitron uničita drug drugega, pri čemer nastane virtualni foton, ki postane par kvark-antikvark. Nato se izseva gluon
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je Feynmanov diagram?
O: Feynmanov diagram je diagram, ki prikazuje, kaj se zgodi ob trku elementarnih delcev. Sestavljen je iz črt različnih oblik - ravnih, črtkanih in vijugastih - ki se stikajo v točkah, imenovanih vrhovi. Vrhovi so mesta, kjer se črte začnejo in končajo, in predstavljajo dva ali več delcev, ki se istočasno nahajajo na isti točki v prostoru.
V: Kaj predstavljajo črte v Feynmanovem diagramu?
O: Črte v Feynmanovem diagramu predstavljajo amplitudo verjetnosti za prehod delca z enega mesta na drugo. Razlagamo jih lahko tudi naprej ali nazaj v času, tako da če delec izgine v stičišču, to pomeni, da je bil delec ustvarjen ali uničen, odvisno od njegove smeri v času.
V: Kako izračunate skupno amplitudo verjetnosti za trk?
O: To izračunate tako, da pomnožite vse amplitude verjetnosti za vsako črto in vrh, nato pa vse te amplitude verjetnosti seštejete za vse možne točke srečanja z ustrezno utežjo. Tako dobite skupno amplitudo verjetnosti za trk v pospeševalniku delcev, ki vam pove, kako verjetno je, da se delci med seboj odbijajo v določeni smeri.
V: Kdo je izumil Feynmanove diagrame?
O: Feynmanovi diagrami so bili poimenovani po Richardu Feynmanu, ki je prejel Nobelovo nagrado za fiziko. Razvil jih je kot del svojega dela na področju kvantne elektrodinamike (QED).
V: Katere vrste delcev so vključene v QED?
O: V QED sta samo dve vrsti delcev - elektroni (majhni delci v atomih) in fotoni (delci svetlobe). Edina stvar, ki se lahko zgodi, je, da lahko elektron (ali njegov antidelec) odda (ali absorbira) foton, zato je za vsak trk samo en gradnik.
V: Kaj pomeni imaginarni del, ko govorimo o verjetnosti emisije?
O: Imaginarni del pomeni naboj elektrona, ko govorimo o verjetnostih emisije v teoriji QED.
