No puedes ver las partículas. Si alguien te dice que mires un átomo con tus propios ojos, no tendrás mucha suerte. Lo mismo se aplica definitivamente cuando se habla de mecánica cuántica. Si necesitas mirar algo en la escala cuántica, vas a encontrarlo especialmente difícil – y esto, por supuesto, incluye las interacciones de las partículas.
Así que lo mejor que vas a tener que hacer es conseguir un diagrama. Uno de los diagramas más discutidos y referenciados es el diagrama de Feynman, que se encuentra sobre todo en la física cuántica de partículas. Esto se debe a que el diagrama de Feynman fue capaz de revolucionar la diagramación de las interacciones de la física cuántica tal y como la conocemos, demostrando la transición de energía así como la transferencia de partículas de una manera que no había sido representada físicamente con anterioridad.
Los diagramas de Feynman podrían dividirse en dos «órdenes» diferentes de pensamiento. Puedes pensar en estos órdenes (y en las zonas entre ellos) como pirámides, con diferentes niveles. Cuanto más comprendas dependiendo de dónde te encuentres en la pirámide, porque más podrás ver por debajo.
- Diagrama de orden inferior. En estos diagramas, obtienes la visión más básica de lo que necesitas saber, y tendrás las teorías básicas y la comprensión detrás de cómo funcionan las partículas.
- Diagrama de orden superior. Cuanto más alto sea el diagrama, más información obtendrás sobre la perturbación y la comprensión del movimiento de las partículas. Sin embargo, aunque un diagrama tiene la capacidad de entender un punto determinado, en física es casi vital tener múltiples representaciones para entender todas las ecuaciones.
Con esto en mente, los diagramas de Feynman se consideran mejor como una serie de perturbaciones, lo que significa que es una serie de funciones que se retoman donde la última lo dejó con el fin de crear una mayor comprensión de un hilo de ecuación particular o tema.
Cuando se miran los diagramas, los efectos no perturbadores como el tunelaje no aparecen, lo que es importante tener en cuenta al tratar de entenderlos. Esto sucede porque cualquier efecto que vaya más rápido que cero es polinómico no afecta a la serie de Taylor, que encaja en los diagramas de Feynman con relativa frecuencia.
Si echas un vistazo a un diagrama real, hay unas cuantas partes principales en el desglose.
Lo primero que hay que mirar son las líneas rectas. En el diagrama anterior, estas líneas representan los electrones o el positrón, que es básicamente como la versión gemela malvada del electrón: es lo contrario. Las flechas muestran la forma en que fluye la energía, es decir, la dirección en la que viajan los electrones. La línea serpenteante representa a los fotones, así como a la energía de los rayos gamma, y se utiliza en los diagramas anteriores para unir el movimiento de los electrones.
Cada diagrama se ve en dos dimensiones, una de las cuales es el tiempo y la otra es la posición particular en el espacio.
Aunque la posición exacta puede variar entre el diagrama dependiendo de si es vertical u horizontal, estas dimensiones se aplican a casi cualquier diagrama de Feynman que veas por ahí. Además de eso, los diagramas se pueden encontrar en diversa complejidad. Por ejemplo, un diagrama más básico como los de arriba se consideraría un diagrama de orden inferior, mientras que algo más complejo cae en el orden superior.