Questa galleria di immagini contiene le informazioni sui diagrammi di Feyinman necessarie per la comprensione delle spiegazioni successive. Queste spiegazioni vengono fornite usando una particella molto popolare tra i fisici, che malgrado attraversi regolarmente il nostro corpo, non è però nota ai più: il muone. Al livello del mare, un'area della dimensione di una nostra unghia viene attraversata da un muone al secondo. (Sapresti calcolare quanti muoni attraversano il tuo corpo in un anno?)
Li utilizzeremo per illustrare la sequenza di una interazione tra particelle (collisioni, diffusione, decadimenti) con diagrammi spazio-temporali.



  • I muoni compongono i raggi cosmici e decadono con una vita media di un cinquecentesimo di millisecondo. In questa figura trovi il diagramma di Feynman che descrive il decadimento del muone in una particella W- ed un neutrino muonico. Il W- decade a sua volta in un elettrone ed un anti-neutrino elettronico. L'asse orizzontale rappresenta l'asse del tempo e fornisce la sequenza cronologica (indicata con t nel diagramma). La sequenza spaziale è rappresentata dall'asse verticale (s come spazio). In un diagramma di Feynman ci sono sempre particelle entranti (in questo caso il muone) e particelle uscenti (in questo caso elettrone e neutrini). I leptoni vengono rappresentati con linee rette con una piccola freccia nel mezzo, mentre le particelle messaggere delle interazioni deboli (W,Z) ed elettromagnetiche (γ) vengono rappresentate da linee ondulate. Gli anti-leptoni sono sempre rappresentati mediante frecce che puntano all'indietro nel tempo.
  • Le interazioni sono descritte dai vertici (colorati in rosso). Indicano luoghi nei quali carica, momento ed energia devono conservarsi. Il primo vertice rappresenta il processo che avviene prima. Lì viene emessa la particella W-. Questo processo si chiama emissione di una particella messaggera.
  • Il secondo vertice mostra la creazione di particelle. Qui il W si trasforma in elettrone ed anti-neutrino elettronico.
  • Cosa succede se accidentalmente un muone urta un anti-muone, attraversando l'atmosfera terrestre? Le due particelle si annichilano, distruggendosi a vicenda, per creare un fotone o una particella Z. Questo processo si chiama annichilazione.


Di fatto i diagrammi di Feynman (che prendono nome da Richard Feynman) sono delle rappresentazioni pittoriche dei diversi contributi alle interazioni tra particelle descritti dalla teoria quantistica dei campi. Usando queste rappresentazioni si possoo illustrare processi complessi e calcolare più agevolmente la probabilità che si manifestino.

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