ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ ΦΑΙΝΜΑΝ-Πώς διαβάζουμε τα διαγράμματα Φάινμαν;

Στη θεωρητική φυσική, ένα διάγραμμα Feynman είναι μια εικονογραφική αναπαράσταση των μαθηματικών εκφράσεων που περιγράφουν τη συμπεριφορά και την αλληλεπίδραση των υποατομικών σωματιδίων.

Πήραν το όνομά του από τον Αμερικανό Φυσικό Richard Feynman, ο οποίος εισήγαγε τα διαγράμματα το 1948.

Η αλληλεπίδραση των υποατομικών σωματιδίων μπορεί να είναι πολύπλοκη και δυσνόητη. Τα διαγράμματα Feynman δίνουν μια απλή απεικόνιση αυτού που διαφορετικά θα ήταν ένας απόκρυφος και αφηρημένος τύπος.

Ο Feynman χρησιμοποίησε την ερμηνεία του Ernst Stueckelberg για το ποζιτρόνιο σαν να ήταν ένα ηλεκτρόνιο που κινείται προς τα πίσω στο χρόνο. Έτσι, τα αντισωματίδια αναπαρίστανται ως κινούμενα προς τα πίσω κατά μήκος του άξονα του χρόνου στα διαγράμματα Feynman.
Ένα διάγραμμα Feynman είναι μια αναπαράσταση των διαδικασιών της κβαντικής θεωρίας πεδίου όσον αφορά τις αλληλεπιδράσεις σωματιδίων.
Τα σωματίδια αντιπροσωπεύονται από τις γραμμές του διαγράμματος, οι οποίες μπορούν να είναι κυματιστές ή ευθείες, με βέλος ή χωρίς, ανάλογα με τον τύπο του σωματιδίου.

Ένα σημείο όπου οι γραμμές συνδέονται με άλλες γραμμές είναι μια κορυφή, και αυτό είναι όπου τα σωματίδια συναντιούνται και αλληλεπιδρούν, εκπέμποντας ή απορροφώντας νέα σωματίδια, εκτρέποντας το ένα το άλλο ή αλλάζοντας τύπο.

Τα διαγράμματα Feynman είναι γραφήματα που αντιπροσωπεύουν την αλληλεπίδραση των σωματιδίων και όχι τη φυσική θέση του σωματιδίου κατά τη διάρκεια μιας διαδικασίας σκέδασης.
Παραδοσιακά, το κάτω μέρος του διαγράμματος είναι το παρελθόν και η κορυφή το μέλλον. (Άλλες φορές, το παρελθόν είναι προς τα αριστερά και το μέλλον προς τα δεξιά.)

1
Στον πίνακα αυτόν βλέπουμε τα στοιχειώδη σωματίδια (που ξέρουμε μέχρι τώρα).
Είναι ταξινομημένα σε φερμιόνια (που φτιάχνουν την ύλη) και σε μποζόνια (σωματίδια αλληλεπίδρασης, φορείς δυνάμεων).
Στην πραγματικότητα αυτό που αντιλαμβανόμαστε σαν ύλη στην καθημερινότητά μας αποτελείται βασικά από 3 φερμιόνια, το πάνω κουάρκ, το κάτω κουάρκ και το ηλεκτρόνιο.

 

2
Κάθε είδος σωματιδίου απεικονίζεται με έναν συγκεκριμένο τρόπο.
Έτσι, μια ευθεία γραμμή με βέλος αντιπροσωπεύει ένα φερμιόνιο, μια διακεκομμένη ένα σωμάτιο W ή Z, μια κυματοειδής ένα φωτόνιο και μια γραμμή-ελατήριο συμβολίζει ένα γλουόνιο.
6
Ένα σωματίδιο Higgs συμβολίζεται με διακεκομμένη γραμμή.

 

9
Τα βέλη δείχνουν προς το μέλλον για τα σωματίδια ύλης και προς το παρελθόν για τα σωματίδια αντιύλης.

 

14
Εδώ απεικονίζεται η αλληλεπίδραση δύο ηλεκτρονίων μέσω της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης με τη βοήθεια του φορέα της, του φωτονίου (γ, κυματιστή γραμμή).
Στην αρχή τα 2 ηλεκτρόνια πλησιάζουν, ανταλλάσσουν ένα φωτόνιο και μετά απομακρύνονται το ένα από το άλλο.

 

Παραδείγματα αλληλεπιδράσεων με διαγράμματα Feynman.

 

5
Διάσπαση β- (ασθενής αλληλεπίδραση)
Εδώ έχουμε διάσπαση ενός νετρονίου n σε ένα πρωτόνιο p+, ένα ηλεκτρόνιο (e-) και ένα αντινετρίνο του ηλεκτρονίου.
(Ένα down quark μετατράπηκε σε up quark)

 

Compton Scattering Feynman Diagram
Σκέδαση Compton

 

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Feynman_diagram
Βίντεο:
https://www.youtube.com/watch?v=oBNZOOuqO6c&t=2s

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Compton_Scattering_Feynman_Diagram.png

Αλλαγή μεγέθους γραμματοσειράς
Αντίθεση
Μετάβαση σε γραμμή εργαλείων