Diagrama de Feynman
Un diagrama de Feynman es un diagrama que muestra lo que ocurre cuando las partículas elementales colisionan.
Los diagramas de Feynman se utilizan en la mecánica cuántica. Un diagrama de Feynman tiene líneas de diferentes formas -rectas, punteadas y garabateadas- que se unen en puntos llamados vértices. Los vértices son los puntos donde empiezan y terminan las líneas. Los puntos del diagrama de Feynman donde se juntan las líneas representan dos o más partículas que se encuentran en el mismo punto del espacio al mismo tiempo. Las líneas de un diagrama de Feynman representan la amplitud de la probabilidad de que una partícula vaya de un lugar a otro.
En los diagramas de Feynman, las partículas pueden avanzar y retroceder en el tiempo. Cuando una partícula va hacia atrás en el tiempo, se llama antipartícula. Los puntos de encuentro de las líneas también pueden interpretarse hacia adelante o hacia atrás en el tiempo, de modo que si una partícula desaparece en un punto de encuentro, eso significa que la partícula fue creada o destruida, dependiendo de la dirección en el tiempo desde la que llegó la partícula.
Todas las líneas y vértices tienen una amplitud. Cuando multiplicas la amplitud de probabilidad de las líneas, la amplitud para que las partículas vayan desde donde empiezan a donde se encuentran, y al siguiente punto de encuentro, y así sucesivamente, y también multiplicas por la amplitud de cada punto de encuentro, obtienes un número que te dice la amplitud total para que las partículas hagan lo que el diagrama dice que hacen. Si se suman todas estas amplitudes de probabilidad en todos los puntos de encuentro posibles, y en todos los puntos de inicio y finalización con un peso adecuado, se obtiene la amplitud de probabilidad total para una colisión en un acelerador de partículas, que nos indica la probabilidad total de que estas partículas reboten entre sí en cualquier dirección particular.
Los diagramas de Feynman deben su nombre a Richard Feynman, que ganó el Premio Nobel de Física. Sus diagramas son muy sencillos en el caso de la electrodinámica cuántica (QED), donde sólo hay dos tipos de partículas: los electrones (pequeñas partículas dentro de los átomos) y los fotones (partículas de luz). En la QED, lo único que puede ocurrir es que un electrón (o su antipartícula) emita (o absorba) un fotón, por lo que sólo hay un bloque de construcción para cualquier colisión. La amplitud de probabilidad para la emisión es muy simple: no tiene parte real, y la parte imaginaria es la carga del electrón.
En este diagrama de Feynman, un electrón y un positrón se destruyen mutuamente, produciendo un fotón virtual que se convierte en un par quark-antiquark. Entonces uno irradia un gluón
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es un diagrama de Feynman?
R: Un diagrama de Feynman es un diagrama que muestra lo que ocurre cuando chocan partículas elementales. Consiste en líneas de diferentes formas -rectas, punteadas y garabateadas- que se juntan en puntos llamados vértices. Los vértices son donde empiezan y terminan las líneas, y representan dos o más partículas que casualmente se encuentran en el mismo punto del espacio al mismo tiempo.
P: ¿Qué representan las líneas de un diagrama de Feynman?
R: Las líneas de un diagrama de Feynman representan la amplitud de probabilidad de que una partícula vaya de un lugar a otro. También pueden interpretarse hacia delante o hacia atrás en el tiempo, de modo que si una partícula desaparece en un punto de encuentro, significa que la partícula se creó o se destruyó dependiendo de su dirección en el tiempo.
P: ¿Cómo se calcula la amplitud de probabilidad total de una colisión?
R: Se calcula multiplicando todas las amplitudes de probabilidad de cada línea y vértice, y sumando después todas estas amplitudes de probabilidad en todos los puntos de encuentro posibles con un peso adecuado. Esto le da la amplitud de probabilidad total para una colisión en un acelerador de partículas, que le indica la probabilidad de que las partículas reboten entre sí en una dirección determinada.
P: ¿Quién inventó los diagramas de Feynman?
R: Los diagramas de Feynman deben su nombre a Richard Feynman, que ganó el Premio Nobel de Física. Los desarrolló como parte de su trabajo sobre la electrodinámica cuántica (QED).
P: ¿Qué tipo de partículas intervienen en la QED?
R: En la QED sólo hay dos tipos de partículas: los electrones (pequeñas partículas del interior de los átomos) y los fotones (partículas de luz). Lo único que puede ocurrir es que un electrón (o su antipartícula) emita (o absorba) un fotón, por lo que sólo hay un bloque de construcción para cualquier colisión.
P: ¿Qué significa una parte imaginaria cuando se habla de probabilidades de emisión?
R: Una parte imaginaria significa la carga de un electrón cuando se habla de probabilidades de emisión dentro de la teoría QED.
