✨Sơ đồ Feynman

Sơ đồ Feynman

Trong vật lý lý thuyết, sơ đồ Feynman (hay biểu đồ Feynman, lược đồ Feynman, giản đồ Feynman) là phương pháp biểu diễn bằng hình ảnh các công thức toán học miêu tả hành xử của các hạt hạ nguyên tử. Phương pháp này mang tên nhà vật lý người Mỹ đã phát minh ra nó là Richard Feynman, khi ông giới thiệu nó lần đầu tiên vào năm 1948. Phạm vi áp dụng chủ yếu của sơ đồ là trong lý thuyết trường lượng tử, ngoài ra nó cũng được ứng dụng trong những ngành khác, như vật lý trạng thái rắn.

Feynman đề xuất cách biểu diễn positron như là một electron chuyển động ngược theo dòng thời gian. Do đó, các phản hạt được thể hiện là những đường có hướng di chuyển ngược với trục thời gian trong các sơ đồ Feynman.

Việc tính toán biên độ xác suất trong vật lý lý thuyết đòi hỏi sử dụng nhiều tích phân phức tạp trên miền nhiều biến. Tuy vậy, những tích phân này có cấu trúc đồng đều, và có thể minh họa bằng đồ thị như sơ đồ Feynman chẳng hạn. Mỗi sơ đồ Feynman thể hiện một con đường khả dĩ cho các hạt, khi chúng bị hấp thụ hoặc phát ra như miêu tả trong sơ đồ. Chính xác hơn, và về mặt kỹ thuật, biểu đồ Feynman là một biểu đồ thể hiện những đóng góp nhiễu loạn vào biên độ chuyển tiếp hay hàm tương quan của một lý thuyết trường thống kê hay cơ học lượng tử. Với hình thức luận chính tắc của lý thuyết trường lượng tử, biểu đồ Feynman thể hiện một số hạng trong khai triển nhiễu loạn Wick đối với ma trận S. Theo cách khác, hình thức luận tích phân đường của lý thuyết trường lượng tử biểu diễn biên độ chuyển tiếp như là tổng mọi lịch sử khả dĩ của hệ từ trạng thái ban đầu đến trạng thái cuối cùng, đối với cả hạt và trường. Biên độ chuyển tiếp chính là các phần tử trong S-ma trận giữa trạng thái ban đầu và trạng thái cuối cùng của hệ lượng tử.

Miêu tả

[[Tập tin:Feynman diagram general properties.svg|thumb|Những đặc điểm chính của quá trình tán xạ A + B → C + D:
• các đường bên trong (đỏ) đại diện cho các hạt trung gian và quá trình, mà có hệ số lan truyền ("prop"), các đường bên ngoài (cam) đại diện cho các hạt đến và ra tại các đỉnh (đen),
• tại mỗi đỉnh định luật bảo toàn 4-động lượng được thỏa mãn nhờ sử dụng hàm delta \delta, giá trị 4-động lượng đi vào mỗi đỉnh là dương trong khi đi ra khỏi là âm, các hệ số tại mỗi đỉnh và đường bên trong được nhân vào trong tích phân biên độ,
• các trục không gian x và thời gian t không phải lúc nào cũng được vẽ ra, và hướng của mỗi đường bên ngoài tương ứng với sự trôi đi của thời gian.

]]

Lược đồ Feynman minh họa đóng góp nhiễu loạn vào biên độ chuyển tiếp lượng tử từ trạng thái lượng tử ban đầu thành trạng thái lượng tử cuối cùng.

Ví dụ, trong quá trình hủy cặp electron-positron trạng thái ban đầu là một electron và một positron, còn trạng thái cuối cùng là hai photon.

Trạng thái ban đầu thường được vẽ ở bên trái lược đồ và trạng thái cuối cùng nằm ở bên phải (mặc dù những quy ước khác cũng được dùng khá thường xuyên).

Giản đồ Feynman chứa các điểm, mà còn gọi là các đỉnh, và các đường nối với các đỉnh.

Các hạt trong trạng thái ban đầu được thể hiện bằng các đường nằm theo hướng của trạng thái ban đầu (v.d, bên trái), các hạt trong trạng thái cuối cùng được biểu diễn bằng các đường nằm theo hướng của trạng thái cuối cùng (v.d., bên phải).

Trong điện động lực học lượng tử có hai loại hạt: electron/positron (gọi là fermion) và photon (gọi là boson). Chúng được biểu diễn trong sơ đồ Feynman như sau:

Electron ở trạng thái ban đầu được biểu diễn bằng đường thẳng liền nét với mũi tên chỉ về phía đỉnh: (→•).

Electron ở trạng thái cuối cùng được biểu diễn bằng đường thẳng liền nét với mũi tên chỉ ra khỏi đỉnh về phía phải: (•→).

Positron ở trạng thái đầu được biểu diễn bằng đường thẳng liền nét với mũi tên chỉ ra khỏi đỉnh về phía trái: (←•).

Positron ở trạng thái cuối cùng được biểu diễn bằng đường thẳng liền nét với mũi tên chỉ về phía đỉnh theo hướng trái: (•←).

Photon trong trạng thái đầu và cuối lần lượt được biểu diễn bằng đường lượn sóng tương ứng (~••~).

Đối với QED, tại mỗi đỉnh luôn luôn có ba đường nối với nó: một đường cho hạt boson, một đường cho hạt fermion với mũi tên chỉ về đỉnh, và một đường cho hạt fermion với mũi tên chỉ ra khỏi đỉnh.

Các đỉnh với được kết nối bằng một toán tử lan truyền (propagator) boson hoặc fermion. Toán tử lan truyền boson được thể hiện bằng một đường lượn sóng nối giữa hai đỉnh (•~•). Toán tử lan truyền fermion thể hiện bằng một đường thẳng liền nét (với mũi tên chỉ một trong hai hướng) nối giữa hai đỉnh, (•←•) hoặc (•→•).

Số các đỉnh bằng bậc của số hạng trong khai triển chuỗi nhiễu loạn của biên độ chuyển tiếp.

Ví dụ sự hủy cặp electron-positron

thumb|Biểu đồ Feynman về sự hủy cặp Electron-Positron.

Tương tác hủy electron-positron:

e^+e^-\to2\gamma

có một trong những thể hiện như bằng sơ đồ Feynman bậc hai ở bên cạnh:

Trong trạng thái ban đầu (ở bên dưới; thời điểm sớm) có một electron (e) và một positron (e+) và trong trạng thái cuối (ở bên trên; thời điểm sau) có hai photon (γ).

👁️ 0 | 🔗 | 💖 | ✨ | 🌍 | ⌚
Trong vật lý lý thuyết, **sơ đồ Feynman** (hay **biểu đồ Feynman**, **lược đồ Feynman**, **giản đồ Feynman**) là phương pháp biểu diễn bằng hình ảnh các công thức toán học miêu tả hành xử
**Richard Phillips Feynman** (; 11 tháng 5 năm 1918 – 15 tháng 2 năm 1988) là một nhà vật lý lý thuyết người Mỹ được biết đến với công trình về phương pháp tích phân
**Điểm Feynman** là một chuỗi sáu chữ số 9 bắt đầu ở vị trí thứ 762 sau dấu phẩy của số π. Nó được đặt theo tên của nhà vật lý Richard Feynman, người đã
Trong nghiên cứu về trường Dirac trong lý thuyết trường lượng tử, Richard Feynman đã phát minh ra **ký hiệu gạch chéo Feynman** (ít khi được gọi là **Ký hiệu gạch chéo** **Dirac**). Nếu _A_
Trong vật lý, **Graviton** (tiếng Việt đọc là: G-ra vi tông) là một hạt cơ bản giả thuyết có vai trò là hạt trao đổi của lực hấp dẫn trong khuôn khổ lý thuyết trường
Trong toán học và lập trình máy tính, **thứ tự của toán tử** (_order of operations_) hay **độ ưu tiên của toán tử** (_operator precedence_) là một tập hợp các quy tắc phản ánh quy
phải|nhỏ|200x200px|Mô phỏng một nguyên tử hydro cho thấy đường kính bằng xấp xỉ hai lần bán kính [[mô hình Bohr. (Ảnh mang tính minh họa)]] Một **nguyên tử hydro** là một nguyên tử của nguyên
**Lepton** (tiếng Việt đọc là Lép tôn hay Lép tông) là những hạt cơ bản, có spin bán nguyên (spin ) không tham gia vào tương tác mạnh, nhưng tuân theo nguyên lý loại trừ
**Photon** hay **quang tử** (, phōs, ánh sáng; tiếng Việt đọc là _phô tông_ hay _phô tôn_) là một loại hạt cơ bản, đồng thời là hạt lượng tử của trường điện từ và ánh
**Julius Robert Oppenheimer** (; 22 tháng 4 năm 1904 – 18 tháng 2 năm 1967) là một nhà vật lý lý thuyết người Mỹ và là giám đốc phòng thí nghiệm Los Alamos của dự
Số **pi** (ký hiệu: ****), còn gọi là **hằng số Archimedes**, là một hằng số toán học có giá trị bằng tỷ số giữa chu vi của một đường tròn với đường kính của đường
**_Oppenheimer_** là một bộ phim điện ảnh AnhMỹ thuộc thể loại tiểu sửtâm lýgiật gânchính kịch ra mắt vào năm 2023 do Christopher Nolan làm đạo diễn, viết kịch bản và đồng sản xuất. Tác
right|thumb|Một ví dụ về "vẻ đẹp trong toán học" - một chứng minh đơn giản và thanh lịch về [[Định lý Pythagore.]] **Vẻ đẹp của Toán học** mô tả quan niệm rằng một số nhà
Trong vật lý hạt, **Siêu đối xứng** (SUSY) là một đề xuất mở rộng của không-thời gian đối xứng có liên quan hai lớp cơ bản của các hạt cơ bản: Boson, trong đó spin
right|thumb|200x200px|Sơ đồ Feynman cho thấy sự hủy cặp electron-positron thành 2 photon khi ở mức tới hạn. Trạng thái tới hạn này thường được hay gọi là positronium. Trong vật lí hạt, **sự hủy diệt**
**Năng lượng chân không** là một năng lượng nền cơ bản tồn tại trong không gian trong suốt toàn bộ vũ trụ. Hành vi của nó được tiêu chuẩn hóa theo nguyên tắc bất định
Trong vật lý, **hạt ảo** là một dao động lượng tử thoáng qua, thể hiện một số đặc điểm của hạt thông thường, trong khi sự tồn tại của nó bị giới hạn bởi nguyên
nhỏ|400x400px| Giản đồ vòng được tóm tắt để có được xấp xỉ RPA. Các đường in đậm tượng trưng cho các hàm Green tương tác, các đường không đậm cho các hàm Green không tương
Trong vật lý học, **lực** (Tiếng Anh: _force_) là bất kỳ ảnh hưởng nào làm một vật thể chịu sự thay đổi, hoặc là ảnh hưởng đến chuyển động, hướng của nó hay cấu trúc
right|thumb|upright=1.35|alt=Graph showing a logarithmic curve, crossing the _x_-axis at _x_= 1 and approaching minus infinity along the _y_-axis.|[[Đồ thị của hàm số|Đồ thị của hàm logarit cơ số 2 cắt trục hoành tại và đi
thumb|upright|[[Wilhelm Röntgen (1845–1923), người đầu tiên nhận giải Nobel Vật lý.]] Mặt sau huy chương giải Nobel vật lý **Giải Nobel Vật lý** là giải thưởng hàng năm do Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng
**Mô hình Chuẩn** của vật lý hạt là một thuyết bàn về các tương tác hạt nhân mạnh, yếu, và điện từ cũng như xác định tất cả những hạt hạ nguyên tử đã biết.
**Quark** ( hay ) (tiếng Việt đọc là Quắc) là một loại hạt cơ bản sơ cấp và là một thành phần cơ bản của vật chất. Các quark kết hợp với nhau tạo nên
thumb|[[phân rã beta|Phân rã phóng xạ beta xảy ra là do tương tác yếu, biến đổi một neutron thành một proton, electron, và một phản neutrino electron.]] Trong vật lý hạt, **tương tác yếu** là
nhỏ|Nhà vật lý [[Ludwig Boltzmann, người mà bộ não Boltzmann được đặt tên theo]] **Bộ não Boltzmann** là một thí nghiệm tưởng tượng ngụ ý rằng khả năng để cho một bộ não hình thành
Trong vật lý hạt nhân, **phân rã beta** (**phân rã β**) là một kiểu phân rã phóng xạ, trong đó hạt nhân nguyên tử phát ra hạt beta (electron hoặc positron). Trong trường hợp sinh
Từ trường của một thanh [[nam châm hình trụ.]] **Từ trường** là môi trường năng lượng đặc biệt sinh ra quanh các điện tích chuyển động hoặc do sự biến thiên của điện trường hoặc
**Josiah Willard Gibbs** (11 tháng 2 năm 1839 - 28 tháng 4 năm 1903) là một nhà khoa học người Mỹ đã có những đóng góp lý thuyết đáng kể cho vật lý, hóa học
[[Phần cứng|Phần cứng máy tính là nền tảng cho xử lý thông tin (sơ đồ khối). ]] **Lịch sử phần cứng máy tính** bao quát lịch sử của phần cứng máy tính, kiến trúc của
**Dự án Manhattan** () là một dự án nghiên cứu và phát triển bom nguyên tử đầu tiên trong Thế chiến II, chủ yếu do Hoa Kỳ thực hiện với sự giúp đỡ của Anh
thumb|Tia dòng rối la-de do huỳnh quang gây ra. Tia dòng này bao gồm một dãy dài các kích cỡ [[chiều dài, một đặc điểm quan trọng của dòng chảy rối]] thumb|Dòng chảy rối và
Trong cơ học lượng tử, **lý thuyết nhiễu loạn** là một tập hợp các sơ đồ gần đúng liên quan trực tiếp đến nhiễu loạn toán học để mô tả một hệ lượng tử phức
**William Henry** **Gates III** (sinh ngày 28 tháng 10 năm 1955), thường được biết tới với tên **Bill Gates**, là một nam doanh nhân, nhà từ thiện kiêm tác giả người Mỹ. Ông được biết
**Lý thuyết dây** là một thuyết hấp dẫn lượng tử, được xây dựng với mục đích thống nhất tất cả các hạt cơ bản cùng các lực cơ bản của tự nhiên, ngay cả lực
**John von Neumann** (**Neumann János**; 28 tháng 12 năm 1903 – 8 tháng 2 năm 1957) là một nhà toán học người Mỹ gốc Hungary và là một nhà bác học thông thạo nhiều lĩnh
**Lý thuyết nhiễu loạn** là phương pháp toán học để tìm ra nghiệm gần đúng cho một bài toán, bằng cách xuất phát từ nghiệm chính xác của một bài toán tương tự đơn giản
Trong toán học, thuật ngữ " **phiếm hàm** " (danh từ, tiếng Anh là **functional**) có ít nhất 3 nghĩa sau : nhỏ|451x451px|Phiêm hàm [[Chiều dài cung - Arc length|chiều dài cung đi từ miền
**Carl Edward Sagan** (; 9 tháng 11 năm 1934 – 20 tháng 12 năm 1996) là nhà thiên văn học, vật lý thiên văn, vũ trụ học, sinh học vũ trụ, tác giả sách, nhà
Sơ đồ nguyên lý thiết bị EBL **Electron beam lithography** (EBL) là thuật ngữ tiếng Anh của công nghệ tạo các chi tiết trên bề mặt (các phiến Si...) có kích thước và hình dạng
**Quark xuống** là hạt cơ bản, nằm trong gia đình fermion, nhóm quark, thế hệ thứ nhất. Lý thuyết về quark dưới được đưa ra vào năm 1964 bởi Murray Gell-Mann và George Zweig, đến
**Phân rã beta kép phi neutrino** (**0νββ**) là một quá trình phân rã phóng xạ lý thuyết thường được đề xuất và theo đuổi bằng thực nghiệm sẽ chứng minh bản chất Majorana của hạt
thumb|Cách biểu diễn bằng [[Mặt cầu Bloch cho một qubit, yếu tố cơ bản trong máy tính lượng tử.]] **Máy tính lượng tử** (còn gọi là **siêu máy tính lượng tử**) là một thiết bị
nhỏ|phải|Một nhân viên phụ bàn đang hỗ trợ tính tiền **Phụ bàn** (_Busser_) hay **chạy bàn** hay còn gọi là **hầu bàn** (_Waiter's assistant_) là một người làm trong ngành kinh doanh nhà hàng và
**Trinity** là mật danh của vụ thử vũ khí hạt nhân đầu tiên do Lục quân Hoa Kỳ tiến hành vào ngày 15 tháng 7 năm 1945, một phần của dự án Manhattan. Địa điểm
Trong vật lý hạt, **điện động lực học lượng tử** (**QED**) là lý thuyết trường lượng tử tương đối tính của điện động lực học. Về cơ bản, nó miêu tả cách ánh sáng và
thumb|upright=1.3|Các [[hàm sóng của electron trong một nguyên tử hydro tại các mức năng lượng khác nhau. Cơ học lượng tử không dự đoán chính xác vị trí của một hạt trong không gian, nó
**Vật lý y học** (còn gọi là **vật lý** **y sinh**, **vật lý y học**, **vật lý ứng dụng trong y học**, **ứng dụng vật lý trong khoa học y tế**, **vật lý phóng xạ**
**Công nghệ nano** là việc sử dụng vật chất ở quy mô nguyên tử, phân tử và siêu phân tử cho các mục đích công nghiệp. Mô tả phổ biến sớm nhất về công nghệ
Máy tính lượng tử là hệ thống có thể thực thi vô số phép tính phức tạp cùng một lúc mà một máy tính thông thường có thể phải mất hàng triệu năm mới xong.
**Viện Công nghệ California** (tiếng Anh: _California Institute of Technology_, thường gọi là _Caltech_) là một viện đại học nghiên cứu tư thục ở Pasadena, California, Hoa Kỳ. Caltech có sáu đơn vị thành viên,