Feynmanovy diagramy
Feynmanův diagram je diagram, který ukazuje, co se stane při srážce elementárních částic.
Feynmanovy diagramy se používají v kvantové mechanice. Feynmanův diagram má čáry různých tvarů - rovné, tečkované a klikaté - které se setkávají v bodech zvaných vrcholy. Vrcholy jsou místa, kde čáry začínají a končí. Body ve Feynmanových diagramech, kde se čáry setkávají, představují dvě nebo více částic, které se shodou okolností nacházejí ve stejném bodě v prostoru ve stejnou dobu. Čáry ve Feynmanově diagramu představují amplitudu pravděpodobnosti, že se částice dostane z jednoho místa na druhé.
Ve Feynmanových diagramech se částice mohou pohybovat v čase dopředu i dozadu. Pokud částice letí v čase dozadu, nazývá se antičástice. Body setkání přímek lze také interpretovat dopředu nebo dozadu v čase, takže pokud částice zmizí v bodě setkání, znamená to, že částice byla buď vytvořena, nebo zničena, podle toho, z jakého směru v čase částice přišla.
Všechny čáry a vrcholy mají amplitudu. Když vynásobíte amplitudu pravděpodobnosti pro čáry, amplitudu pro částice, aby se dostaly z místa, kde začínají, do místa, kde se setkávají, a do dalšího bodu setkání atd., a také vynásobíte amplitudou pro každý bod setkání, dostanete číslo, které vám řekne celkovou amplitudu pro částice, aby udělaly to, co říká diagram. Pokud sečtete všechny tyto amplitudy pravděpodobnosti nad všemi možnými body setkání a nad všemi výchozími a koncovými body s příslušnou váhou, dostanete celkovou amplitudu pravděpodobnosti pro srážku v urychlovači částic, která vám říká celkovou pravděpodobnost, že se tyto částice od sebe odrazí v určitém směru.
Feynmanovy diagramy jsou pojmenovány po Richardu Feynmanovi, který získal Nobelovu cenu za fyziku. Jeho diagramy jsou velmi jednoduché v případě kvantové elektrodynamiky (QED), kde existují pouze dva druhy částic: elektrony (malé částice uvnitř atomů) a fotony (částice světla). V QED se může stát pouze to, že elektron (nebo jeho antičástice) může vyzářit (nebo pohltit) foton, takže pro každou srážku existuje pouze jeden stavební kámen. Amplituda pravděpodobnosti pro emisi je velmi jednoduchá - nemá žádnou reálnou část a imaginární část je náboj elektronu.
V tomto Feynmanově diagramu se elektron a pozitron navzájem zničí, čímž vznikne virtuální foton, který se stane párem kvark-antikvark. Poté jeden z nich vyzáří gluon
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to Feynmanův diagram?
Odpověď: Feynmanův diagram je diagram, který ukazuje, co se stane, když se srazí elementární částice. Skládá se z čar různých tvarů - rovných, přerušovaných a klikatých - které se setkávají v bodech zvaných vrcholy. Vrcholy jsou místa, kde čáry začínají a končí, a představují dvě nebo více částic, které se shodou okolností nacházejí ve stejném bodě v prostoru ve stejnou dobu.
Otázka: Co představují čáry ve Feynmanově diagramu?
Odpověď: Čáry ve Feynmanově diagramu představují amplitudu pravděpodobnosti, že se částice dostane z jednoho místa na druhé. Lze je také interpretovat dopředu nebo dozadu v čase, takže pokud částice zmizí v místě setkání, znamená to, že byla buď vytvořena, nebo zničena v závislosti na směru v čase.
Otázka: Jak se vypočítá celková amplituda pravděpodobnosti srážky?
Odpověď: Vypočítáte ji tak, že vynásobíte všechny amplitudy pravděpodobnosti pro každou přímku a vrchol a pak sečtete všechny tyto amplitudy pravděpodobnosti ve všech možných bodech setkání s příslušnou váhou. Tím získáte celkovou amplitudu pravděpodobnosti srážky v urychlovači částic, která vám řekne, s jakou pravděpodobností se částice odrazí jedna od druhé v určitém směru.
Otázka: Kdo vynalezl Feynmanovy diagramy?
Odpověď: Feynmanovy diagramy byly pojmenovány po Richardu Feynmanovi, který získal Nobelovu cenu za fyziku. Vyvinul je jako součást své práce o kvantové elektrodynamice (QED).
Otázka: Jaké částice jsou součástí QED?
Odpověď: V QED existují pouze dva druhy částic - elektrony (malé částice uvnitř atomů) a fotony (částice světla). Jediné, co se může stát, je, že elektron (nebo jeho antičástice) může vyzářit (nebo pohltit) foton, takže pro každou srážku existuje pouze jeden stavební kámen.
Otázka: Co znamená imaginární část, když mluvíme o pravděpodobnosti emise?
Odpověď: Imaginární část označuje náboj elektronu, když mluvíme o emisních pravděpodobnostech v rámci teorie QED.
