费曼图- 维基百科，自由的百科全书

费曼图（英語：Feynman diagram）是美国物理学家理查德·费曼在处理量子场论时提出的一种形象化的方法，描述粒子之间的相互作用、直观地表示粒子散射、反应和转化等过程 ... 费曼图 维基百科，自由的百科全书 跳到导航 跳到搜索 本圖中，電子與正電子湮滅產生虛光子，而該虛光子生成夸克－反夸克組，然後其中一個放射出一個膠子。

（時間由左至右，一維空間由下至上） 费曼图（英語：Feynmandiagram）是美国物理学家理查德·费曼在处理量子场论时提出的一种形象化的方法，描述粒子之间的相互作用、直观地表示粒子散射、反应和转化等过程。

使用费曼图可以方便地计算出一个反应过程的跃迁概率。

在费曼图中，粒子用線表示，费米子一般用实线，光子用波浪线，玻色子用虚线，胶子用圈线。

一線與另一線的連接點稱為頂點。

费曼图的橫軸一般为时间轴，向右为正，向左代表初态，向右代表末态。

与时间轴方向相同的箭头代表正费米子，与时间轴方向相反的箭头表示反费米子。

目录 1簡介 2動機與歷史 2.1其他名稱 3費曼規則 4例子 4.1β衰變 4.2量子電動力學 5另见 6註釋 7參考資料 8外部連結 簡介[编辑] 兩個粒子的相互作用量由反應截面積所量化，其大小取決於它們的碰撞，該相互作用發生的概率尤其重要。

如果該相互作用的強度不太大（即是能夠用微擾理論解決），這反應截面積（或更準確來說是對應的時間演變算子、分布函數或S矩陣）能夠用一系列的項（戴森級數（英语：Dysonseries））所表示，這些項能描述一段短時間所發生的故事，像以下的例子： 本圖中，K介子（由一上夸克與反奇夸克組成）在弱相互作用下衰變成三個π介子，中間步驟有W玻色子及膠子參與 兩個具有一定相對速度的粒子在自由地移動（由兩條向着大致方向的線表示） 它們遇到對方（兩線連於第一點──頂點） 它們在同一路徑上漫步（兩線合二為一） 然後再度分開（第二個頂點） 但它們發覺自己的速度已變，而且再也不和之前一樣（兩線從最後的頂點向上──有時樣式會因應粒子所經歷的轉變而有所不同） 這故事能夠以圖來表示，這一般來說要比記起對應戴森級數的數學公式要容易得多。

這種圖被稱為费曼图。

它們在戴森級數迅速趨向極限時才有意義。

由於它們能夠說簡易的故事，而且又跟早期的氣泡室實驗相似，所以费曼图變得非常普及。

動機與歷史[编辑] 粒子物理學中，計算散射反應截面積的難題簡化成加起所有可能存在的居間態振幅（每一個對應攝動理論又稱戴森級數的一個項）。

用费曼图表示這些狀態以，比瞭解當年冗長計算容易得多。

從該系統的基礎拉格朗日量能夠得出費恩曼法則，費恩曼就是用該法則表明如何計算圖中的振幅。

每一條內線對應虛粒子的分布函數；每一個線相遇頂點給出一個因子和來去的兩線，該因子能夠從相互作用項的拉格朗日量中得出，而線則約束了能量、動量和自旋。

费曼图因此是出現在戴森級數每一個項的因子的符號寫法。

但是，作為微扰的展開式，费曼图不能包含非微扰效應。

除了它們在作為數學技巧的價值外，费曼图為粒子的相互作用提供了深入的科學理解。

粒子會在每一個可能的方式下相互作用：實際上，居間的虛粒子超越光速是允許的。

（這是基於測不準原理，因深奧的理由而不違反相對論；事實上，超越光速對保留相對性時空的偶然性有幫助。

）每一個終態的概率然後就從所有如此的概率中得出。

這跟量子力學的泛函積分表述有密切關係，該表述（路徑積分表述）也是由費曼發明的。

如此計算如果在缺少經驗的情況下使用，通常會得出圖的振幅為無窮大，這個答案在物理理論中是不能接受的。

問題在於粒子自身的相互作用被錯誤地忽視了。

重整化的技巧（是由費曼、施温格和朝永所開發的）彌補了這個效應並消除了麻煩的無窮大項。

經過這樣的重整化後，用費曼圖做的計算通常能與實驗結果準確地吻合。

费曼图及路徑積分法亦被應用於統計力學中。

其他名稱[编辑] 默里·蓋爾曼一直將费曼图稱為斯蒂克爾堡圖(Stückelbergdiagrams)，因為瑞士物理學家厄恩斯特·斯蒂克爾堡(ErnstStückelberg)發明了一個相近的圖[1]。

歷史上他們也曾被叫成費恩曼-戴森圖或戴森圖[2]。

費曼規則[编辑] 此章节尚無任何内容。

例子[编辑] β衰變[编辑] 右圖為β衰變的費曼圖。

圖中的直線代表費米子，而波浪線則代表虛玻色子。

在本例中，圖被設定在流形時空中，y坐標為時間而x坐標為空間；x坐標亦代表了某些相互作用（考慮碰撞）的「地點」。

由於時間朝着y軸方向，所以中微子是向着時間方向行進的；但費米子可以被視為其向時間後方移動的反粒子，因為數學上這兩個概念沒有分別。

這適用於所有粒子和反粒子。

量子電動力學[编辑] 在量子電動力學中，有兩個場標記，叫「電子」和「光子」。

「電子」有一定方向而「光子」無固定方向。

當中只有一種相互作用，用「γ」標記，其三度分別為「光子」、「電子」「頭」和「電子」「尾」。

另见[编辑] 动机(代数几何)（英语：Motive(algebraicgeometry)） 註釋[编辑] ^GeorgeJohnson.TheJaguarandtheFox.TheAtlantic.2000年7月,287(1):82–85[2019年6月22日].（原始内容存档于2008年5月9日）（英语）.  '^Gribbin,JohnandMary.RichardFeynman:ALifeinScience,Penguin-Putnam,1997Ch5. 參考資料[编辑] Gerardus'tHooft,MartinusVeltman,Diagrammar,CERNYellowReport1973,online（页面存档备份，存于互联网档案馆） DavidKaiser,DrawingTheoriesApart:TheDispersionofFeynmanDiagramsinPostwarPhysics,Chicago:UniversityofChicagoPress,2005.ISBN0-226-42266-6 MartinusVeltman,Diagrammatica:ThePathtoFeynmanDiagrams,CambridgeLectureNotesinPhysics,ISBN0-521-45692-4(expanded,updatedversionofabove) 外部連結[编辑] 史丹福線性加速器中心的費曼圖頁面（页面存档备份，存于互联网档案馆） AMSarticle:"What'sNewinMathematics:Finite-dimensionalFeynmanDiagrams"（页面存档备份，存于互联网档案馆） WikiTeX支持維基條目中的費曼圖直接編輯 DrawingFeynmandiagramswithFeynDiagram（页面存档备份，存于互联网档案馆）C++librarythatproducesPostScriptoutput. FeynmanDiagramExamplesusingThorstenOhl'sFeynmfLaTeXpackage. 查论编量子场论量子场论的历史（英语：Historyofquantumfieldtheory）背景理論 场 经典场论 费曼图 路径积分表述 规范场论 陈-西蒙斯理论 O(N)模型 非线性σ模型 共形場論 有效場論 对称性 自发对称破缺 庞加莱对称 电荷共轭 交叉（英语：Crossing(physics)） 宇称 時間反演對稱性 量子力学的对称性（英语：Symmetryinquantummechanics） 自旋統計定理 任意子 法捷耶夫-波波夫鬼粒子 工具 創生及湮滅算符 反常 共形反常 真空期望值 正則量子化 瞬子 法捷耶夫-波波夫鬼粒子 费曼图 LSZ约化公式（英语：LSZreductionformula） 格林函數 配分函数 传播函数 微擾理論 量子化 重整化 重整化群 正規化 真空态 威克定理 威克轉動 怀特曼公理体系（英语：Wightmanaxioms） 方程式 克莱因-戈尔登方程 狄拉克方程式 外爾方程式 普洛卡方程式（英语：Procaaction） 惠勒－德威特方程式 巴格曼－维格纳方程式（英语：Bargmann–Wignerequations） 馬約拉納方程式 标准模型 楊-米爾斯理论 電弱交互作用 希格斯机制 量子色動力學 量子電動力學 楊-米爾斯存在性與質量間隙 未完成理论 量子引力 弦理论 超对称 人工色（英语：Technicolor(physics)） 万有理论 電弱統一理論 物理學者 陈省身 阿德勒 贝特 博戈柳博夫 卡伦 科尔曼 德维特 狄拉克 戴森 法捷耶夫 费米 费曼 菲尔茨（英语：MarkusFierz） 福克 弗勒利希 盖尔曼 戈德斯通 格娄斯 特胡夫特 贾基夫 克莱因 约当 肯德尔 基博爾 兰姆 朗道 李政道 雷曼 马约拉纳 南部阳一郎 帕里西 佩斯金 泊里雅科夫 萨拉姆 施温格 斯卡姆（英语：TonySkyrme） 斯塔克伯格 西蒙泽克 朝永振一郎 韦尔特曼 温伯格 魏斯科普夫 威爾森 威滕 杨振宁 汤川秀树 齐默尔曼 金恩-贾斯廷 取自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=费曼图&oldid=71883796” 分类：​基本物理概念量子场论图表1948年面世理查德·费曼隐藏分类：​CS1英语来源(en)含有英語的條目扩充中的条目所有扩充中的条目包含空白章節的條目所有包含空白章節的條目使用小型訊息框的頁面使用ISBN魔术链接的页面 导航菜单 个人工具 没有登录讨论贡献创建账号登录 命名空间 条目讨论 不转换 不转换简体繁體大陆简体香港繁體澳門繁體大马简体新加坡简体臺灣正體 查看 阅读编辑查看历史 更多 搜索 导航 首页分类索引特色内容新闻动态最近更改随机条目资助维基百科 帮助 帮助维基社群方针与指引互助客栈知识问答字词转换IRC即时聊天联络我们关于维基百科 工具 链入页面相关更改上传文件特殊页面固定链接页面信息引用本页维基数据项目 打印/导出 下载为PDF打印页面 在其他项目中 维基共享资源 其他语言 العربيةAzərbaycancaБеларускаяБългарскиবাংলাCatalàČeštinaDeutschΕλληνικάEnglishEspañolEestiفارسیSuomiFrançaisעבריתHrvatskiMagyarBahasaIndonesiaItaliano日本語한국어LietuviųNederlandsPolskiPortuguêsРусскийSrpskohrvatski/српскохрватскиSimpleEnglishSlovenčinaSlovenščinaShqipСрпски/srpskiSvenskaTürkçeТатарча/tatarçaУкраїнськаOʻzbekcha/ўзбекчаTiếngViệt粵語 编辑链接