Questa galleria di immagini contiene le informazioni sui diagrammi di Feyinman necessarie per la comprensione delle spiegazioni successive. Useremo il muone come esempio. Il muone è una particella molto popolare tra i fisici, benché sconosciuta alla maggior parte delle persone. E' prodotto nelle collisioni delle particelle cosmiche con gli atomi dell'atmosfera e attraversa il nostro corpo scendendo verso il suolo. Al livello del mare, si misura circa un muone al minuto su un'area della dimensione di un'unghia. (Sapresti calcolare quanti muoni attraversano il tuo corpo in un anno?)



Le tre immagini sulla sinistra illustrano la sequenza del decadimento del muone e l'ultima raffigura l'annichilazione muone-antimuone



  • I muoni che compongono i raggi cosmici decadono con una vita media di un cinquecentesimo di millisecondo. In questa figura trovi il diagramma di Feynman che descrive il decadimento del muone in una particella W- ed un neutrino muonico. Il W- decade a sua volta in un elettrone ed un anti-neutrino elettronico. L'asse orizzontale rappresenta l'asse del tempo e fornisce la sequenza cronologica (indicata con t nel diagramma). La sequenza spaziale è rappresentata dall'asse verticale (s come spazio). In un diagramma di Feynman ci sono sempre particelle entranti (in questo caso il muone) e particelle uscenti (in questo caso elettrone e neutrini). I leptoni vengono rappresentati con linee rette con una piccola freccia nel mezzo, mentre le particelle messaggere delle interazioni deboli (W, Z) ed elettromagnetiche (γ) vengono rappresentate da linee ondulate. Gli anti-leptoni sono sempre rappresentati mediante frecce che puntano all'indietro nel tempo.
  • Le interazioni sono descritte dai vertici (colorati in rosso). Indicano luoghi nei quali carica, momento ed energia devono conservarsi. Il primo vertice rappresenta il processo che avviene per primo. Lì viene emessa la particella W-. Questo processo si chiama emissione di una particella messaggera.
  • Il secondo vertice mostra la creazione di particelle. Qui il W si trasforma in elettrone ed anti-neutrino elettronico.
  • Cosa succede se accidentalmente un muone urta un anti-muone, attraversando l'atmosfera terrestre? Si annichilano l'un l'altro creando un fotone o una particella Z. Questo processo si chiama giustamente annichilazione.


Di fatto i diagrammi di Feynman (proposti e sviluppati da Richard Feynman - Premio Nobel per la Fisica 1965) sono delle rappresentazioni pittoriche dei decadimenti e delle interazioni tra particelle con una corretta trattazione matematica descritta dalla teoria quantistica dei campi. Usando queste rappresentazioni si possono illustrare processi complessi e calcolare più facilmente le probabilità con cui essi si manifestano.

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