Most recent comments
Liveblogg nyttårsaften 2017
Tor, 11 months, 2 weeks
Jogging og blogging
Are, 1 year, 11 months
Liveblogg nyttårsaften 2016
Are, 1 year, 11 months
Reading in dark times
Are, 2 years
Moldejazz 2016
Camilla, 2 years, 4 months
Dørskilt
Karoline, 2 years, 5 months
Halifax
Tor, 2 years, 5 months
Sony Smartwatch 3 review
Tor, 2 years, 6 months
Numerikk, takk
Tor, 2 years, 6 months
Topp tur
Camilla, 2 years, 8 months
50 book challenge
Camilla, 11 months, 2 weeks
Ten years ago
Liveblog fra julemiddag
Tor
Controls
Register

Feynmandiagrammer

I forrige artikkel skrev jeg om hvordan jeg hadde fått ro i sjelen og dypere innsikt etter å ha hørt en doktorgradsstudent i teoretisk partikkelfysikk beskrive det han driver med som å legge sammen Feynman-diagrammer til stadig høyere orden. Det er kanskje ikke alle som vet hva dette går ut på, så jeg tenkte at det er på sin plass med en utdypning. La meg først bare ta et bittelite forbehold om at det begynner å bli noen år siden sist jeg satte mine ben i en Feynman-propagator, så jeg er bare nesten skråsikker på at alt jeg sier er riktig.

Feynmandiagrammer er et hjelpemiddel man bruker i kvantefeltteori for å regne ut sannsynligheten for at en eller annen prosess skal skje. For å ta et realistisk eksempel fra LEP, forgjengeren til LHC, kan vi se på hva som skjer når et elektron og et positron (positronet er antipartikkelen til elektronet) kolliderer og danner to kvarker.

I dette diagrammet ser vi et elektron (e-) og et positron (e+) komme fra venstre (strengt tatt har vi tid langs førsteaksen, men det er ikke så farlig akkurat nå). De kolliderer, utsletter hverandre og blir til et foton, som så blir til en ned-kvark (d) og en anti-ned-kvark (d). Dette diagrammet illustrerer den enkleste måten denne prosessen kan skje på, og hver del av diagrammet, det vil si hver linje og hvert krysningspunkt, representerer en faktor i det matematiske uttrykket som forteller deg sannsynligheten for at denne prosessen kan skje, sånn omtrent.


Disse to diagrammene viser alternative måter den samme prosessen kan skje på. I det første ser vi et elektron og et positron som kolliderer mens de sender ut to fotoner, og at disse to fotonene danner en ned-kvark og en anti-ned-kvark. I det andre ser vi et elektron og et positron som kolliderer og sender ut et foton som så danner et elektron og et positron som så kolliderer og sender ut et foton som til slutt blir til en ned-kvark og en anti-ned-kvark.

Begge disse digarammene er mindre sannsynlige enn det første jeg viste, men for å få den totale sannsynligheten for at et elektron og et positron skal bli til en ned-kvark og en anti-ned-kvark må de telles med. Det finnes naturligvis en uendelig rekke av stadig mer kompliserte diagrammer som representerer stadig mindre sannsynlige måter denne prosessen kan skje på, og jo flere man tar med i utregningen, jo mer nøyaktig blir resultatet. Så det å summere Feynmandiagrammer til stadig høyere ordene består i å tegne stadig mer kompliserte figurer, og deretter skrive ned de matematiske uttrykkene og regne ut integralene. Og etterhvert som man kommer til skikkelig kompliserte diagrammer er det slik at en hel doktorgrad kan bestå i å regne ut bare en liten del av diagrammene som inngår i en prosess, og alt man har igjen for det er en marginalt mer nøyaktig utregning enn den man hadde fra før.

-Tor Nordam
Jørgen likes this

Comments

Camilla,  26.03.12 06:14

Det er mitt bidrag til denne diskusjonen.
Karoline likes this

Jørgen,  26.03.12 07:34

Ah, Bisto!

Hanna Maja,  26.03.12 12:20

For å ta opp tråden etter Camilla: Det hadde sikkert vært fin dekor på espressokopper i tykt, hvitt porselen.
Camilla likes this
Tor,  26.03.12 12:33

Kanskje det kunne være en forretningsidé? Hva koster det å få laget et parti espressokopper med trykk, og hvor selger man dem?

Karoline,  26.03.12 13:36

Det ser ut som noe Anna har tegnet. Men du er flink, Tor.

De må da gå som varmt hvetebrød på steder hvor geeksa møtes! Hvor det er vet dere nok selv.
Camilla,  26.03.12 13:41

geeksa møtes hjemme hos oss.
Karoline likes this
Hanna Maja,  27.03.12 10:56

Selg dem etter fysikkforelesninger. Feymandiagrammer + sterk kaffe må da være perfekt for de som leser kvantefeltteori.
Category
Physics
Tags
fysikk
partikkelfysikk
Feynmandiagram
Views
2174
Google hits
1
Last google search
feynmandiagrammer
Last edited by
Tor, 26.03.12 00:42