Feynman-Graphen

Zur einfacheren Darstellung von Teilchenreaktionen bedient man sich einer besonderen Schreibweise, den Feynman-Graphen. Diese kann man als Reaktionsgleichungen, wie in der Chemie, auffassen, nur sagen sie mehr über die Teilchen und ihren physikalischen Zustand (Bewegung, Ort) aus als einfache Reaktionsgleichungen.

Einen ersten Ansatz für die Schreibweise bei Feynman-Graphen haben wir schon bei der Erklärung der Coulomb-Wechselwirkung verwendet:

Um diese Graphen zu einem Feynman-Graphen zu machen, müssen wir, neben dem Zusammenzeichnen, nur eine Festlegung treffen:
(Feynman-Graphen sind Sinnbilder für Formeln und enthalten weit mehr Informationen als wir hier verwenden. Somit gelten die Erklärungen nur für die hier gezeigten qualitativen Feynman-Graphen.)

• Linien von Materieteilchen werden, wie schon geschehen, durchgezogen gezeichnet, Linien von Austauschteilchen werden als Schlangenlinie gezeichnet und
• Richtungspfeile werden in der verwendeten Schreibweise weggelassen.

Um die Richtungspfeile weglassen zu können, muß man um diese Graphen ein Koordinatensystem konstruieren. Im allgemeinen trifft man dabei folgende Festlegung:

Dies bedeutet, daß Teilchen, die parallel zur Zeitachse gezeichnet werden, ruhen und lediglich der Abstand von Teilchen aus dem Feynman-Graphen ersichtlich sein kann. In den hier verwendeten Graphen wollen wir auf die Definition eines Maßstabs verzichten, die qualitative Darstellung reicht hier aus.

Nutzt man alle diese Festlegungen, stellt sich die Coulomb-Wechselwirkung im Feynman-Graphen wie folgt dar:

Zur Vollständigkeit fehlt noch der Begriff des Vertex. Ein Vertex ist ein Wechselwirkungspunkt, ein Punkt, an dem genau drei Teilchenlinien zusammenlaufen und eine Wechselwirkung stattfindet.

Genauere Erläuterungen zu Feynman-Graphen findet man im entsprechenden Kapitel, sind aber zum Verständnis der folgenden Reaktionen nicht notwendig.