O diagramă Feynman este o diagramă care arată ce se întâmplă atunci când particulele elementare se ciocnesc.
Diagramele Feynman sunt utilizate în mecanica cuantică. O diagramă Feynman are linii de diferite forme - drepte, punctate și în formă de zig-zag - care se întâlnesc în puncte numite vârfuri. Vârfurile sunt punctele în care încep și se termină liniile. Punctele din diagramele Feynman în care se întâlnesc liniile reprezintă două sau mai multe particule care se află în același punct din spațiu în același timp. Liniile dintr-o diagramă Feynman reprezintă amplitudinea probabilității ca o particulă să treacă dintr-un loc în altul.
În diagramele Feynman, particulelor li se permite să meargă atât înainte, cât și înapoi în timp. Atunci când o particulă merge înapoi în timp, aceasta se numește antiparticulă. Punctele de întâlnire ale liniilor pot fi, de asemenea, interpretate înainte sau înapoi în timp, astfel încât, dacă o particulă dispare într-un punct de întâlnire, înseamnă că particula a fost fie creată, fie distrusă, în funcție de direcția în timp din care a venit particula.
Toate liniile și vârfurile au o amplitudine. Când înmulțițiți amplitudinea probabilității pentru linii, amplitudinea pentru ca particulele să meargă de la punctul de plecare la punctul de întâlnire, apoi la următorul punct de întâlnire și așa mai departe, și înmulțiți, de asemenea, cu amplitudinea pentru fiecare punct de întâlnire, obțineți un număr care vă indică amplitudinea totală pentru ca particulele să facă ceea ce spune diagrama că fac. Dacă adunăm toate aceste amplitudini de probabilitate pentru toate punctele de întâlnire posibile și pentru toate punctele de plecare și de sosire cu o pondere corespunzătoare, obținem amplitudinea totală de probabilitate pentru o coliziune într-un accelerator de particule, care ne indică probabilitatea totală ca aceste particule să ricoșeze una în alta într-o anumită direcție.
Diagramele Feynman sunt denumite astfel după Richard Feynman, laureat al Premiului Nobel pentru Fizică. Diagramele sale sunt foarte simple în cazul electrodinamicii cuantice (QED), unde există doar două tipuri de particule: electroni (particule mici în interiorul atomilor) și fotoni (particule de lumină). În QED, singurul lucru care se poate întâmpla este ca un electron (sau antiparticula sa) să emită (sau să absoarbă) un foton, astfel încât există doar un singur element constitutiv pentru orice coliziune. Amplitudinea de probabilitate pentru emisie este foarte simplă - nu are o parte reală, iar partea imaginară este sarcina electronului.
