Η παρακάτω σειρά εικόνων περιέχει όλες τις πληροφορίες για τα διαγράμματα Feynman που είναι αναγκαίες για να κατανοήσεις τις επεξηγήσεις στις επόμενες σελίδες. Χρησιμοποιούμε το μιόνιο, ένα σωματίδιο πολύ γνωστό στους φυσικούς αλλά μάλλον άγνωστο στο ευρύ κοινό, παρόλο που διαπερνά το σώμα μας τακτικά. Περίπου ένα μιόνιο ανά λεπτό διαπερνά μια επιφάνεια μεγέθους ενός νυχιού, στο επίπεδο της θάλασσας (πόσα μιόνια διαπερνούν το σώμα μας κάθε χρόνο;)

Θα χρησιμοποιήσουμε τα διαγράμματα ως εικόνες που αναπαριστούν την διαδοχή των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των σωματιδίων (διασπάσεις, σκεδάσεις) σε χώρο και χρόνο.

  • Τα μιόνια των κοσμικών ακτίνων έχουν ζωή 1/500 του χιλιοστού του δευτερολέπτου. Σε αυτήν την εικόνα θα βρεις τα διαγράμματα Feynman που περιγράφουν την διάσπαση του μιονίου σε W- και σε ένα μιονικό νετρίνο. Το σωματίδιο W- διασπάται με τη σειρά του σε ηλεκτρόνιο και ηλεκτρονικό αντι-νετρίνο. Η χρονική εξέλιξη είναι στον οριζόντιο άξονα (t, χρόνος). Η χωρική διάσταση είναι στον κάθετο άξονα (s, χώρος). Υπάρχουν πάντοτε εισερχόμενα σωματίδια (εδώ το μιόνιο) και εξερχόμενα σωματίδια (εδώ νετρίνο και ηλεκτρόνιο). Τα λεπτόνια αναπαριστούνται με ευθείες γραμμές και ένα βέλος, ενώ τα σωματίδια-φορείς της ασθενούς (W, Z) και της ηλεκτρομαγνητικής (φωτόνιο) αλληλεπίδρασης με κυμματιστή γραμμή. τα αντιλεπτόνια αναπαριστούνται με βέλος στραμένο αντίθετα στη ροή του χρόνου.
  • Οι αλληλεπιδράσεις αναπαριστούνται με κορυφές (εδώ σε κόκκινο χρώμα). Στις κορυφές έχουμε διατήρηση φορτίου, ορμής και ενέργειας. Η πρώτη κορυφή αναπαριστά την διαδικασία που συμβαίνει χρονικά πρώτη. Εκεί, το W- εκπέμπεται.
  • Η δεύτερη κορυφή αντιστοιχεί σε δημιουργία σωματιδίων. Εδώ το W διασπάται σε ηλεκτρόνιο και ηλεκτρονικό νετρίνο.
  • Και τι θα συμβεί αν ένα μιόνιο συναντήσει ένα αντιμιόνιο κατά τη διάρκεια της διαδρομής του μέσα από τη γήινη ατμόσφαιρα; Θα εξαΰλωθούν και θα δημιουργήσουν είτε ένα φωτόνιο ή ένα σωματίδιο Z.






Τα διαγράμματα Feynman (από το όνομα του μεγάλου φυσικού Richard Feynman που τα εισήγαγε) αποτελούν μια αναπαράσταση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των σωματιδίων που περιγράφονται από την κβαντική θεωρία πεδίου. Χρησιμοποιώντας τα διαγράμματα αυτά μπορούμε να απλοποιήσουμε πολύπλοκες διαδικασίες και να υπολογίζουμε εύκολα σχετικές φυσικές ποσότητες όπως πιθανότητα παρουσίας μιας συγκεκριμένης διαδικασίας.

Εδώ επιστρέφεις στο σωματίδιο Z.