Nu poți vedea particule. Dacă cineva vă spune să vă uitați la un atom cu ochii goi, nu veți avea prea mult noroc. Același lucru este cu siguranță valabil atunci când vorbim despre mecanica cuantică. Dacă trebuie să vă uitați la ceva la scară cuantică, veți găsi că este deosebit de dificil – iar acest lucru, desigur, include interacțiunile particulelor.
Atunci, cel mai bun lucru pe care îl veți avea de făcut este să obțineți o diagramă. Una dintre diagramele cel mai des discutate și la care se face referire este diagrama Feynman, întâlnită mai ales în fizica cuantică a particulelor. Acest lucru se datorează faptului că diagrama Feynman a fost capabilă să revoluționeze diagramarea interacțiunilor din fizica cuantică așa cum o cunoaștem, demonstrând tranziția de energie, precum și transferul de particule într-un mod care nu fusese cu adevărat reprezentat fizic până atunci.
Diagramele Feynman ar putea fi împărțite în două „ordine” diferite de gândire. Vă puteți gândi la aceste ordine (și la zonele dintre ele) ca la niște piramide, cu niveluri diferite. Mai multă înțelegere ai în funcție de locul în care te afli pe piramidă, deoarece cu atât mai mult ești capabil să vezi mai jos de tine.
- Diagrama de ordin inferior. În aceste diagrame, veți obține cea mai elementară imagine de ansamblu a ceea ce trebuie să știți și veți avea teoriile de bază și înțelegerea din spatele modului în care funcționează particulele.
- Diagrama de ordin superior. Cu cât ajungeți la o diagramă de ordin superior, cu atât mai multe informații veți obține probabil despre perturbații, precum și înțelegerea mișcării particulelor. Cu toate acestea, deși o singură diagramă are capacitățile de a înțelege un anumit punct, în fizică este aproape vital să ai mai multe reprezentări pentru a înțelege toate ecuațiile.
Din acest punct de vedere, diagramele Feynman sunt mai bine privite ca o serie de perturbații, ceea ce înseamnă că este o serie de funcții care reiau de unde a rămas ultima pentru a crea o mai bună înțelegere a unui anumit fir de ecuații sau subiect.
Când priviți diagramele, efectele neperturbative, cum ar fi tunelizarea, nu apar, ceea ce este important de reținut atunci când încercați să le înțelegeți. Acest lucru se întâmplă deoarece orice efect care merge mai repede decât zero este polinomial nu afectează seria Taylor, care se potrivește în diagramele Feynman relativ frecvent.
Dacă aruncați o privire la o diagramă reală, există câteva părți principale în defalcare.
Primul lucru la care trebuie să vă uitați sunt liniile drepte. În diagrama de mai sus, aceste linii reprezintă electronii sau pozitronul, care este practic ca versiunea geamănă malefică a electronului – este opusul acestuia. Săgețile demonstrează modul în care curge energia sau, mai degrabă, direcția în care se deplasează electronii. Linia mâzgălită reprezintă fotonii, precum și energia razelor gamma, și este folosită în diagramele de mai sus pentru a face legătura între mișcarea electronilor.
Care diagramă este văzută pe două dimensiuni, una fiind timpul și cealaltă fiind poziția particulară în spațiu.
Deși poziționarea exactă poate varia între diagrame în funcție de faptul dacă este verticală sau orizontală, aceste dimensiuni se aplică la aproape orice diagramă Feynman pe care o veți vedea acolo. În plus, diagramele pot fi găsite în diferite grade de complexitate. De exemplu, o diagramă mai elementară precum cele de mai sus ar fi considerată o diagramă de ordin inferior, în timp ce ceva mai complex se încadrează în ordinul superior.