Un diagramma di Feynman è un diagramma che mostra cosa succede quando le particelle elementari si scontrano.
I diagrammi di Feynman sono usati nella meccanica quantistica. Un diagramma di Feynman ha linee in diverse forme - dritte, tratteggiate e scarabocchiate - che si incontrano in punti chiamati vertici. I vertici sono dove le linee iniziano e finiscono. I punti nei diagrammi di Feynman dove le linee si incontrano rappresentano due o più particelle che si trovano nello stesso punto nello spazio nello stesso momento. Le linee in un diagramma di Feynman rappresentano l'ampiezza della probabilità che una particella vada da un luogo all'altro.
Nei diagrammi di Feynman, le particelle possono andare sia avanti che indietro nel tempo. Quando una particella va all'indietro nel tempo, viene chiamata antiparticella. I punti di incontro delle linee possono anche essere interpretati in avanti o indietro nel tempo, in modo che se una particella scompare in un punto di incontro, ciò significa che la particella è stata creata o distrutta, a seconda della direzione nel tempo da cui la particella è arrivata.
Tutte le linee e i vertici hanno un'ampiezza. Quando si moltiplica l'ampiezza di probabilità per le linee, l'ampiezza per le particelle per andare da dove iniziano a dove si incontrano, e al punto di incontro successivo, e così via, e anche moltiplicare per l'ampiezza per ogni punto di incontro, si ottiene un numero che indica l'ampiezza totale per le particelle per fare quello che il diagramma dice che fanno. Se si sommano tutte queste ampiezze di probabilità su tutti i possibili punti di incontro, e su tutti i punti di inizio e fine con un peso appropriato, si ottiene l'ampiezza di probabilità totale per una collisione in un acceleratore di particelle, che ti dice la probabilità totale di queste particelle di rimbalzare l'una contro l'altra in una particolare direzione.
I diagrammi di Feynman prendono il nome da Richard Feynman, vincitore del Premio Nobel per la Fisica. I suoi diagrammi sono molto semplici nel caso dell'elettrodinamica quantistica (QED), dove ci sono solo due tipi di particelle: gli elettroni (piccole particelle all'interno degli atomi) e i fotoni (particelle di luce). Nel QED, l'unica cosa che può accadere è che un elettrone (o la sua antiparticella) può emettere (o assorbire) un fotone, quindi c'è un solo blocco di costruzione per ogni collisione. L'ampiezza di probabilità dell'emissione è molto semplice: non ha una parte reale, e la parte immaginaria è la carica dell'elettrone.
