Darstellung von Prozessen der Teilchenphysik mittels

Feynman-Graphen

Zur Darstellung von Wechselwirkungen zwischen Teilchen bedient man sich der s. g. Feynman-Graphen, Raum-Zeit-Diagrammen, welche im folgenden erläutert werden. Allerdings benötigen wir für unsere Darstellung der Teilchenphysik nicht alle Feinheiten, die in diesen Graphen versteckt sein können.

Feynman-Graphen stellen also Wechselwirkungen in ihrer zeitlichen Abfolge dar. Dabei ist es besonders wichtig, zu beachten, daß diese Zeit keine absolute Größe darstellt, sondern bestenfalls die Reihenfolge der Wechselwirkungen richtig wiedergibt. Ferner kann man auch an der Raum-Achse nicht mittels Lineal den erwarteten Abstand zweier Wechselwirkungspartner durch Abmessen bestimmen, die Darstellung wie wir sie verwenden, ist rein qualitativ.

Feynman-Graphen kann man aus vier Grundprozessen zusammenstellen. Dabei treten zwei Arten von Wechselwirkungspartnern, Teilchen und Trägerteilchen. Die Wechselwirkung selbst findet am Vertex statt. Dort sind jeweils drei Teilchen an der Wechselwirkung beteiligt, zwei einlaufende und ein auslaufendes oder ein einlaufendes und zwei auslaufende Teilchen. Daraus kann man sich die vier Grundprozesse bereits zusammenstellen:

	Abstrahlung eines Trägerteilchens Hier sendet ein Teilchen (a) spontan ein Austauschteilchen (T) ab und wird, auch hier gilt die Impulserhaltung zurückgestoßen. Das Teilchen (b), das aus dem einlaufenden Teilchen am Wechselwirkungspunkt entstanden ist, kann entweder das gleiche Teilchen mit verändertem Impuls oder ein anderes Teilchen sein, je nachdem, welches Trägerteilchen ausgesandt wurde.
	Einfang eines Trägerteilchens Hier fängt ein Teilchen (a) ein Austauschteilchen (T) ein und wird, auch hier gilt die Impulserhaltung zurückgestoßen. Das Teilchen (b), das aus dem einlaufenden Teilchen am Wechselwirkungspunkt entstanden ist, kann entweder das gleiche Teilchen mit verändertem Impuls oder ein anderes Teilchen sein, je nachdem, welches Trägerteilchen eingefangen wurde.
	Paarvernichtung Treffen zwei Teilchen zusammen, vernichten sie sich und bilden in diesem Prozeß ein Trägerteilchen. Photonen können dabei immer entstehen, andere Trägerteilchen nur, wenn genügend Energie zu deren Bildung zur Verfügung steht.
	Paarerzeugung Ein Trägerteilchen erzeugt aus seiner Energie zwei Teilchen, die in der Summe die Energie und die Ladung des Trägerteilchens haben.

Ein Klick auf einen Feynman-Graphen führt zu einer genaueren Erläuterung des jeweiligen Grundprozesses.