A galeria de imagens que se segue tem toda a informação sobre diagramas de Feynman necessária para compreender as explicações nas páginas apresentadas neste sítio. Esta informação é prestada usando uma partícula muito popular para os físicos e desconhecida da maior parte das pessoas, mas que atravessa o nosso corpo regularmente: o muão. Aproximadamente em cada minuto temos um muão a atravessar uma área do tamanho de uma unha ao nível do mar. Quantos muões atravessam o seu corpo num ano?
Usaremos os muões como imagens que ilustram a sequência da interacção entre partículas (colisões, dispersão, decaimentos), em diagramas de espaço-tempo.
-
Estes muões que vêm nos raios cósmicos (a maior parte são criados pela interacção de um raio cósmico energético no topo da atmosfera), têm uma vida média - medida sempre no referencial do muão - de 2,2 micro-segundos antes de decaírem (aproximadamente 1/500 do mili-segundo). Nesta imagem apresenta-se o diagrama de Feynman representando o decaimento de muão num neutrino do muão, electrão e antineutrino do electrão, mediado por uma partícula W-. A sequência cronológica está no eixo horizontal deste diagrama (eixo de tempo, t). A sequência espacial pode ser vista no eixo perpendicular (eixo do espaço, s). Há partículas que chegam (neste caso o muão) e partículas que partem (neste caso o neutrino, o anti-neutrino e o electrão), num diagrama de Feynman. Há sempre partículas que chegam (o muão neste caso) e partículas que saem (electrão e neutrinos neste caso) num diagrama de Feynman. Os leptões são representados por linhas rectas com uma pequena seta no meio, enquanto as partículas mediadoras da interacção fraca (Bosões W e Z) e da interacção electromagnética (fotão, γ) são representadas por linhas onduladas. As anti-partículas representam-se sempre com uma seta que aponta para trás no tempo, enquanto as setas nas linhas das partículas estão orientadas no sentido para a frente no tempo.
-
As interacções são descritas por vértices (aqui pintados de vermelho). Nestes pontos a carga, o momento e a energia têm de ser conservados. O primeiro vértice representa o processo que acontece antes. Nesse temos uma interacção com um bosão W-, que é criado temporariamente. Este passo é chamado de emissão de uma partícula mediadora. Note-se que ao mesmo tempo é emitida uma partícula - o neutrino do muão, que sairá do diagrama.
-
O segundo vértice mostra a criação de partículas. Aqui, o bosão W temporário transforma-se num electrão e num anti-neutrino do electrão.
-
Então e se por acaso um muão chocar com um anti-muão durante o seu percurso através da atmosfera? Serão ambos aniquilados, destruindo-se mutuamente e criando um fotão ou um Bosão Z. Este processo é chamado de aniquilação.
De facto, diagramas de Feynman (inventados por Richard Feynman, Prémio Nobel da Física em 1965), são descrições figuradas das contribuições de interacções entre partículas, que são descritas pela teoria quântica dos campos. Usando estas imagens, processos complicados podem ser ilustrados e as suas probabilidades de ocorrência podem ser calculadas de modo mais fácil.
Aqui pode voltar ao sítio do Bosão Z.
