Diagramme de Feynman
Un diagramme de Feynman est un diagramme qui montre ce qui se passe lorsque des particules élémentaires entrent en collision.
Les diagrammes de Feynman sont utilisés en mécanique quantique. Un diagramme de Feynman comporte des lignes de différentes formes - droites, pointillées et ondulées - qui se rejoignent en des points appelés sommets. Les sommets sont les endroits où les lignes commencent et se terminent. Dans les diagrammes de Feynman, les points où les lignes se rencontrent représentent deux ou plusieurs particules qui se trouvent au même point dans l'espace au même moment. Les lignes d'un diagramme de Feynman représentent l'amplitude de probabilité pour qu'une particule se déplace d'un endroit à un autre.
Dans les diagrammes de Feynman, les particules sont autorisées à avancer et à reculer dans le temps. Lorsqu'une particule remonte dans le temps, on l'appelle antiparticule. Les points de rencontre des lignes peuvent également être interprétés en avant ou en arrière dans le temps, de sorte que si une particule disparaît dans un point de rencontre, cela signifie que la particule a été créée ou détruite, selon la direction dans le temps d'où elle est venue.
Toutes les lignes et tous les sommets ont une amplitude. Lorsque vous multipliez l'amplitude de probabilité pour les lignes, l'amplitude pour que les particules aillent de l'endroit où elles commencent à l'endroit où elles se rencontrent, et au point de rencontre suivant, et ainsi de suite, et que vous multipliez également par l'amplitude pour chaque point de rencontre, vous obtenez un nombre qui vous indique l'amplitude totale pour que les particules fassent ce que le diagramme indique qu'elles font. Si vous additionnez toutes ces amplitudes de probabilité sur tous les points de rencontre possibles, et sur tous les points de départ et d'arrivée avec un poids approprié, vous obtenez l'amplitude de probabilité totale pour une collision dans un accélérateur de particules, qui vous indique la probabilité totale que ces particules rebondissent les unes sur les autres dans une direction particulière.
Les diagrammes de Feynman portent le nom de Richard Feynman, qui a remporté le prix Nobel de physique. Ses diagrammes sont très simples dans le cas de l'électrodynamique quantique (EDQ), où il n'existe que deux types de particules : les électrons (petites particules à l'intérieur des atomes) et les photons (particules de lumière). En EDQ, la seule chose qui peut se produire est qu'un électron (ou son antiparticule) peut émettre (ou absorber) un photon, de sorte qu'il n'y a qu'un seul élément constitutif pour toute collision. L'amplitude de probabilité de l'émission est très simple : elle n'a pas de partie réelle, et la partie imaginaire est la charge de l'électron.
Dans ce diagramme de Feynman, un électron et un positon se détruisent mutuellement, produisant un photon virtuel qui devient une paire quark-antiquark. Puis on irradie un gluon
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'un diagramme de Feynman ?
R : Un diagramme de Feynman est un diagramme qui montre ce qui se passe lorsque des particules élémentaires entrent en collision. Il est constitué de lignes de différentes formes - droites, pointillées et ondulées - qui se rejoignent en des points appelés sommets. Les sommets sont les points de départ et d'arrivée des lignes et représentent deux ou plusieurs particules qui se trouvent au même endroit de l'espace au même moment.
Q : Que représentent les lignes d'un diagramme de Feynman ?
R : Les lignes d'un diagramme de Feynman représentent l'amplitude de la probabilité pour une particule d'aller d'un endroit à un autre. Elles peuvent également être interprétées en avant ou en arrière dans le temps, de sorte que si une particule disparaît dans un point de rencontre, cela signifie que la particule a été créée ou détruite en fonction de sa direction dans le temps.
Q : Comment calculez-vous l'amplitude de probabilité totale pour une collision ?
R : Vous la calculez en multipliant ensemble toutes les amplitudes de probabilité pour chaque ligne et sommet, puis en additionnant toutes ces amplitudes de probabilité sur tous les points de rencontre possibles avec un poids approprié. Cela vous donne l'amplitude de probabilité totale d'une collision dans un accélérateur de particules, qui vous indique la probabilité que les particules rebondissent les unes sur les autres dans une direction donnée.
Q : Qui a inventé les diagrammes de Feynman ?
R : Les diagrammes de Feynman doivent leur nom à Richard Feynman, lauréat du prix Nobel de physique. Il les a développés dans le cadre de ses travaux sur l'électrodynamique quantique (QED).
Q : Quel genre de particules sont impliquées dans la QED ?
R : En QED, il n'y a que deux types de particules - les électrons (petites particules à l'intérieur des atomes) et les photons (particules de lumière). La seule chose qui peut se produire est qu'un électron (ou son antiparticule) peut émettre (ou absorber) un photon, il n'y a donc qu'un seul élément constitutif pour toute collision.
Q : Que signifie une partie imaginaire lorsqu'on parle de probabilités d'émission ?
R : Une partie imaginaire signifie la charge d'un électron lorsqu'on parle de probabilités d'émission dans la théorie de la QED.
