Miêu tả Sơ đồ Feynman

Những đặc điểm chính của quá trình tán xạ A + B → C + D:
• các đường bên trong (đỏ) đại diện cho các hạt trung gian và quá trình, mà có hệ số lan truyền ("prop"), các đường bên ngoài (cam) đại diện cho các hạt đến và ra tại các đỉnh (đen),
• tại mỗi đỉnh định luật bảo toàn 4-động lượng được thỏa mãn nhờ sử dụng hàm delta δ {\displaystyle \delta } , giá trị 4-động lượng đi vào mỗi đỉnh là dương trong khi đi ra khỏi là âm, các hệ số tại mỗi đỉnh và đường bên trong được nhân vào trong tích phân biên độ,
• các trục không gian x và thời gian t không phải lúc nào cũng được vẽ ra, và hướng của mỗi đường bên ngoài tương ứng với sự trôi đi của thời gian.

Lược đồ Feynman minh họa đóng góp nhiễu loạn vào biên độ chuyển tiếp lượng tử từ trạng thái lượng tử ban đầu thành trạng thái lượng tử cuối cùng.

Ví dụ, trong quá trình hủy cặp electron-positron trạng thái ban đầu là một electron và một positron, còn trạng thái cuối cùng là hai photon.

Trạng thái ban đầu thường được vẽ ở bên trái lược đồ và trạng thái cuối cùng nằm ở bên phải (mặc dù những quy ước khác cũng được dùng khá thường xuyên).

Giản đồ Feynman chứa các điểm, mà còn gọi là các đỉnh, và các đường nối với các đỉnh.

Các hạt trong trạng thái ban đầu được thể hiện bằng các đường nằm theo hướng của trạng thái ban đầu (v.d, bên trái), các hạt trong trạng thái cuối cùng được biểu diễn bằng các đường nằm theo hướng của trạng thái cuối cùng (v.d., bên phải).

Trong điện động lực học lượng tử có hai loại hạt: electron/positron (gọi là fermion) và photon (gọi là boson). Chúng được biểu diễn trong sơ đồ Feynman như sau:

  1. Electron ở trạng thái ban đầu được biểu diễn bằng đường thẳng liền nét với mũi tên chỉ về phía đỉnh: (→•).
  2. Electron ở trạng thái cuối cùng được biểu diễn bằng đường thẳng liền nét với mũi tên chỉ ra khỏi đỉnh về phía phải: (•→).
  3. Positron ở trạng thái đầu được biểu diễn bằng đường thẳng liền nét với mũi tên chỉ ra khỏi đỉnh về phía trái: (←•).
  4. Positron ở trạng thái cuối cùng được biểu diễn bằng đường thẳng liền nét với mũi tên chỉ về phía đỉnh theo hướng trái: (•←).
  5. Photon trong trạng thái đầu và cuối lần lượt được biểu diễn bằng đường lượn sóng tương ứng (~• và •~).

Đối với QED, tại mỗi đỉnh luôn luôn có ba đường nối với nó: một đường cho hạt boson, một đường cho hạt fermion với mũi tên chỉ về đỉnh, và một đường cho hạt fermion với mũi tên chỉ ra khỏi đỉnh.

Các đỉnh với được kết nối bằng một toán tử lan truyền (propagator) boson hoặc fermion. Toán tử lan truyền boson được thể hiện bằng một đường lượn sóng nối giữa hai đỉnh (•~•). Toán tử lan truyền fermion thể hiện bằng một đường thẳng liền nét (với mũi tên chỉ một trong hai hướng) nối giữa hai đỉnh, (•←•) hoặc (•→•).

Số các đỉnh bằng bậc của số hạng trong khai triển chuỗi nhiễu loạn của biên độ chuyển tiếp.

Ví dụ sự hủy cặp electron-positron

Biểu đồ Feynman về sự hủy cặp Electron-Positron.

Tương tác hủy electron-positron:

e + e − → 2 γ {\displaystyle e^{+}e^{-}\to 2\gamma }

có một trong những thể hiện như bằng sơ đồ Feynman bậc hai ở bên cạnh:

Trong trạng thái ban đầu (ở bên dưới; thời điểm sớm) có một electron (e−) và một positron (e+) và trong trạng thái cuối (ở bên trên; thời điểm sau) có hai photon (γ).