Feynmandiagram
Een Feynman-diagram is een diagram dat laat zien wat er gebeurt als elementaire deeltjes botsen.
Feynman-diagrammen worden gebruikt in de kwantummechanica. Een Feynman diagram heeft lijnen in verschillende vormen-recht, gestippeld, en squiggly- die elkaar ontmoeten op punten genaamd hoekpunten. De hoekpunten zijn waar de lijnen beginnen en eindigen. De punten in Feynman-diagrammen waar de lijnen elkaar ontmoeten stellen twee of meer deeltjes voor die toevallig op hetzelfde punt in de ruimte staan. De lijnen in een Feynman-diagram geven de waarschijnlijkheidsamplitude voor een deeltje om van de ene plaats naar de andere te gaan.
In Feynman-diagrammen mogen de deeltjes zowel voorwaarts als achterwaarts in de tijd gaan. Wanneer een deeltje achteruit in de tijd gaat, wordt het een antideeltje genoemd. De ontmoetingspunten voor de lijnen kunnen ook voorwaarts of achterwaarts in de tijd worden geïnterpreteerd, zodat als een deeltje in een ontmoetingspunt verdwijnt, dat betekent dat het deeltje ofwel gecreëerd ofwel vernietigd is, afhankelijk van de richting in de tijd waar het deeltje vandaan kwam.
Alle lijnen en hoekpunten hebben een amplitude. Als je de waarschijnlijkheidsamplitude voor de lijnen vermenigvuldigt, de amplitude voor de deeltjes om te gaan van waar ze beginnen naar waar ze elkaar ontmoeten, en naar het volgende ontmoetingspunt, enzovoort, en ook vermenigvuldigt met de amplitude voor elk ontmoetingspunt, dan krijg je een getal dat je de totale amplitude voor de deeltjes vertelt om te doen wat het diagram zegt dat ze doen. Als je al deze waarschijnlijkheidsmamplituden over alle mogelijke ontmoetingspunten optelt, en over alle begin- en eindpunten met een passend gewicht, dan krijg je de totale waarschijnlijkheidsamplitude voor een botsing in een deeltjesversneller, die je de totale waarschijnlijkheid vertelt dat deze deeltjes in een bepaalde richting van elkaar zullen stuiteren.
Feynman diagrammen zijn vernoemd naar Richard Feynman, die de Nobelprijs voor Natuurkunde won. Zijn diagrammen zijn zeer eenvoudig in het geval van kwantumelektrodynamica (QED), waar er slechts twee soorten deeltjes zijn: elektronen (kleine deeltjes in atomen) en fotonen (lichtdeeltjes). In QED is het enige wat kan gebeuren dat een elektron (of zijn antideeltje) een foton kan uitzenden (of absorberen), dus er is maar één bouwsteen voor een eventuele botsing. De waarschijnlijkheidsamplitude voor de emissie is heel eenvoudig - het heeft geen echt deel, en het denkbeeldige deel is de lading van het elektron.
In dit Feynman-diagram vernietigen een elektron en een positron elkaar, waardoor een virtueel foton ontstaat dat een quark-antikarkpaar wordt. Dan straalt men een gluon uit
