ファインマン・ダイアグラム
ファインマン図とは、素粒子が衝突したときに何が起こるかを示す図です。
ファインマン図は、量子力学で使用されます。ファインマン図は、さまざまな形状の直線、点線、およびスクイッグ状の線がありますが、これらは頂点と呼ばれるポイントで満たしています。頂点は、行の開始と終了です。線が出会うファインマン図の点は、空間の同じ点に同時に存在する2つ以上の粒子を表しています。ファインマン図の線は、粒子の確率振幅を1つの場所から別の場所に移動することを表しています。
ファインマン図では、粒子は、時間内に前方と後方の両方に行くことが許可されています。粒子が時間的に後進している場合、それは反粒子と呼ばれます。線の合流点はまた、前方または後方の時間で解釈することができますので、もし粒子が合流点に消えた場合、それは粒子が作成されたか、または破壊されたことを意味します、その粒子がから来た時間の方向に応じて。
線や頂点はすべて振幅を持っています。線の確率振幅、粒子がどこからどこに向かって出発し、どこで出会うか、どこで出会うか、そして次の合流点に向かうか、などを掛け合わせ、さらに各合流点の振幅を掛け合わせると、粒子がダイアグラムに書いてあることを行うための総振幅を示す数字が得られます。これらの確率振幅を、可能性のあるすべての合流点、およびすべての開始点と終了点を適切な重みで加算すると、粒子加速器内での衝突の総確率振幅が得られ、粒子が特定の方向に跳ね返る総確率がわかります。
ファインマン図は、ノーベル物理学賞を受賞したリチャード・ファインマンにちなんで名付けられました。彼のダイアグラムは、電子（原子の中の小さな粒子）と光子（光の粒子）という2種類の粒子しか存在しない量子電気力学（QED）の場合、非常にシンプルです。QEDでは、電子（またはその反粒子）が光子を放出（または吸収）することができるだけなので、衝突のための構成要素は1つしかありません。発光の確率振幅は非常に単純で、実数部はなく、虚数部は電子の電荷です。
このファインマン図では、電子と陽電子がお互いを破壊し、クォークアンチクォークペアになる仮想光子を生成します。そして、一方はグルーオンを放射する。
質問と回答
Q:ファインマンダイアグラムとは何ですか?
A:ファインマンダイアグラムとは、素粒子が衝突したときに何が起こるかを示した図です。直線、点線、斜線など様々な形状の線が頂点と呼ばれる点で合流します。頂点は、線の始点と終点であり、空間上の同じ地点に同時に存在する2つ以上の粒子を表しています。
Q: ファインマンダイアグラムの線は何を表しているのですか?
A:ファインマンダイアグラムの線は、粒子がある場所から別の場所に移動する確率の振幅を表しています。また、時間的に前方にも後方にも解釈できるので、ある粒子が会合点に消えた場合、時間的な方向によって、その粒子が作られたことを意味するか、破壊されたことを意味するか、どちらかになります。
Q: 衝突の全確率振幅はどのように計算するのですか?
A:各線と各頂点の確率振幅を掛け合わせ、可能性のあるすべての会合点での確率振幅を適切な重みで合計することで計算します。これにより、粒子加速器における衝突の全確率振幅が得られ、粒子がどの方向に跳ね返る可能性が高いかが分かります。
Q:ファインマン図を発明したのは誰ですか?
A: ファインマン図は、ノーベル物理学賞を受賞したリチャード・ファインマンにちなんで命名されました。彼は、量子電気力学（QED）の研究の一環として、この図を開発しました。
Q: QEDでは、どのような粒子が関与しているのですか?
A:QEDでは、電子（原子の中にある小さな粒子）と光子（光の粒子）の2種類の粒子しか存在しません。電子（またはその反粒子）がフォトンを放出（または吸収）することができるだけなので、どんな衝突も構成要素は1つだけです。
Q: 射出確率を語るとき、虚数部は何を意味するのでしょうか?
A: QED理論で放出確率を語るときの虚数部は、電子の電荷を意味します。
