Feynmani diagramm
Feynmani diagramm on diagramm, mis näitab, mis juhtub elementaarosakeste kokkupõrkel.
Feynmani diagrammid on kasutusel kvantmehaanikas. Feynmani diagrammil on erineva kujuga jooned - sirged, punktiirjooned ja sirgjooned -, mis kohtuvad punktides, mida nimetatakse tippudeks. Tipppunktid on kohad, kus jooned algavad ja lõpevad. Feynmani diagrammi punktid, kus jooned kohtuvad, tähistavad kahte või enamat osakest, mis on samal ajal samas punktis ruumis. Feynmani diagrammi jooned kujutavad tõenäosusamplituudi, et osakest liigub ühest kohast teise.
Feynmani diagrammides lubatakse osakestel liikuda ajas nii edasi kui ka tagasi. Kui osake liigub ajas tagasi, nimetatakse seda antiosakesteks. Joonte kohtumispunkte võib tõlgendada ka ajas edasi või tagasi, nii et kui osake kaob kohtumispunkti, tähendab see, et osake kas loodi või hävitati, sõltuvalt sellest, millisest ajasuunast osake tuli.
Kõikidel joontel ja tippudel on amplituud. Kui te korrutate tõenäosuse amplituudi joontele, amplituudi osakestele, et nad läheksid sealt, kust nad algavad, sinna, kus nad kohtuvad, ja järgmisesse kohtumispunkti ja nii edasi, ning korrutate ka iga kohtumispunkti amplituudiga, saate arvu, mis ütleb teile osakeste summaarse amplituudi, et nad teeksid seda, mida diagrammi järgi nad teevad. Kui te liidate kõik need tõenäosuse amplituudid kõigi võimalike kohtumispunktide ning kõigi algus- ja lõpp-punktide üle kokku sobiva kaaluga, siis saate osakeste kiirendis toimuva kokkupõrke kogutõenäosuse amplituudi, mis ütleb teile nende osakeste kogutõenäosuse, et nad põrkuvad üksteise vastu mis tahes kindlas suunas.
Feynmani diagrammid on nime saanud Nobeli füüsikapreemia laureaadi Richard Feynmani järgi. Tema diagrammid on väga lihtsad kvantelektrodünaamika (QED) puhul, kus on ainult kahte liiki osakesi: elektronid (väikesed osakesed aatomite sees) ja footonid (valgusosakesed). QED-s võib juhtuda ainult see, et elektron (või tema antiosakese) võib kiirata (või neelata) fotooni, seega on iga kokkupõrke jaoks ainult üks ehituskivi. Emissiooni tõenäosuse amplituud on väga lihtne - sellel ei ole reaalosa ja kujuteldav osa on elektroni laeng.
Selles Feynmani diagrammis hävitavad elektron ja positron teineteist, tekitades virtuaalse footoni, mis muutub kvark-antiquark paariks. Seejärel kiirgab üks glüoon
Küsimused ja vastused
K: Mis on Feynmani diagramm?
V: Feynmani diagramm on diagramm, mis näitab, mis juhtub elementaarosakeste kokkupõrkel. See koosneb eri kujuga joontest - sirged, punktiirilised ja looklevad -, mis kohtuvad punktides, mida nimetatakse tippudeks. Tipppunktid on kohad, kus jooned algavad ja lõpevad, ning kujutavad kahte või enamat osakest, mis juhtuvad olema samal ajal ühes ja samas punktis ruumis.
K: Mida kujutavad Feynmani diagrammi jooned?
V: Feynmani diagrammi jooned kujutavad osakese ühest kohast teise liikumise tõenäosuse amplituudi. Neid võib tõlgendada ka ajas edasi või tagasi, nii et kui osakese kadumine kohtumispaika tähendab, et osakese tekkis või hävis, sõltuvalt selle suunast ajas.
K: Kuidas arvutatakse kokkupõrke kogutõenäosuse amplituud?
V: Selle arvutamiseks korrutatakse kõik tõenäosusamplituudid iga joone ja tipu kohta kokku, seejärel liidetakse need tõenäosusamplituudid kõigi võimalike kohtumispunktide kohta kokku sobiva kaaluga. See annab osakeste kiirendis toimuva kokkupõrke kogutõenäosusamplituudi, mis näitab, kui tõenäoline on osakeste põrkumine üksteise vastu mis tahes suunas.
K: Kes leiutas Feynmani diagrammid?
V: Feynmani diagrammid said oma nime Richard Feynmani järgi, kes sai Nobeli füüsikapreemia. Ta töötas need välja osana oma kvantelektrodünaamika (QED) alasest tööst.
K: Millised osakesed on seotud QED-ga?
V: QED-s on ainult kahte liiki osakesi - elektronid (väikesed osakesed aatomite sees) ja footonid (valguse osakesed). Ainus asi, mis võib juhtuda, on see, et elektron (või tema antiosakese) võib kiirata (või neelata) fotooni, seega on iga kokkupõrke jaoks ainult üks ehituskivi.
K: Mida tähendab kujuteldav osa, kui räägitakse emissioonitõenäosustest?
V: Imaginaarne osa tähistab elektroni laengut, kui räägitakse QED-teoorias emissioonitõenäosustest.
