Não se consegue ver partículas. Se alguém lhe disser para olhar para um átomo com os seus olhos nus, você não terá muita sorte. O mesmo se aplica definitivamente quando se fala de mecânica quântica. Se você precisar olhar para qualquer coisa na escala quântica, você vai achar especialmente difícil – e isto, claro, inclui interações de partículas.
Então o melhor que você vai ter que fazer é obter um diagrama. Um dos diagramas mais comumente discutidos e referenciados é o diagrama de Feynman, encontrado principalmente na física quântica de partículas. Isto porque o diagrama de Feynman foi capaz de revolucionar o diagrama das interações da física quântica, pois o conhecemos demonstrando a transição da energia, bem como a transferência de partículas de uma forma que não tinha sido previamente representada fisicamente.
Os diagramas de Feynman poderiam ser divididos em duas “ordens” diferentes de pensamento. Pode-se pensar nestas ordens (e nas áreas entre elas) como pirâmides, com diferentes níveis. Quanto mais compreensão você conseguir dependendo de onde você está na pirâmide, porque mais você é capaz de ver abaixo de você.
- Diagrama de ordem inferior. Nestes diagramas, você obtém a visão mais básica do que precisa saber, e terá as teorias básicas e o entendimento por trás de como as partículas funcionam.
- Diagrama de ordem superior. Quanto maior for o seu diagrama de ordem superior, mais informações você provavelmente terá sobre perturbações, assim como a compreensão do movimento das partículas. No entanto, enquanto um diagrama tem a capacidade de compreender um certo ponto, em física é quase vital ter múltiplas representações para compreender todas as equações.
Tendo isto em mente, os diagramas de Feynman são melhor pensados como uma série de perturbações, o que significa que é uma série de funções que pegam onde a última parou, a fim de criar mais compreensão de um fio ou tópico particular da equação.
Ao olhar para os diagramas, efeitos nãoperturbativos como o tunelamento não aparecem, o que é importante notar ao tentar compreendê-los. Isto acontece porque qualquer efeito indo mais rápido que zero é polinomial não afeta a série Taylor, que se encaixa nos diagramas de Feynman com relativa freqüência.
Se você olhar para um diagrama real, há algumas partes principais na quebra.
A primeira coisa a se olhar são as linhas retas. No diagrama acima, estas linhas representam elétrons ou positrões, que é basicamente como a versão gêmea maligna do elétron – é o oposto. As setas demonstram a forma como a energia flui, ou melhor, a direção na qual os elétrons estão viajando. A linha quadrangular representa os fótons assim como a energia dos raios gama, e é usada nos diagramas acima para fazer a ponte entre os movimentos dos elétrons.
Cada diagrama é visto em duas dimensões, uma sendo o tempo e a outra sendo a posição particular no espaço.
Embora o posicionamento exato possa variar entre o diagrama dependendo se é vertical ou horizontal, estas dimensões se aplicam a praticamente qualquer diagrama de Feynman que você verá lá fora. Além disso, os diagramas podem ser encontrados em complexidade variável. Por exemplo, um diagrama mais básico como os acima seria considerado um diagrama de ordem inferior, enquanto que algo mais complexo cai em ordem superior.