Diagram Feynman

Dalam fisika teoretis, diagram Feynman adalah representasi gambar dari ekspresi matematis yang menggambarkan perilaku dan interaksi partikel-partikel subatom. Skema ini dinamai dari fisikawan Amerika Richard Feynman, yang memperkenalkan diagramnya pada tahun 1948. Interkasi antarpartikel subatom bisa jadi rumit dan sulit dipahami; diagram Feynman memberikan visualisasi sederhana dari apa yang bisa menjadi rumus yang abstrak dan membingungkan. Menurut David Kaiser, "Sejak pertengahan abad ke-20, para fisikawan teoretis semakin banyak menggunakan alat ini untuk membantu mereka melakukan perhitungan yang kritis. Diagram Feynman telah merevolusi hampir setiap aspek fisika teoretis." Meskipun diagram ini utamanya digunakan untuk teori medan kuantum, mereka juga bisa ditemukan di bidang-bidang lain, seperti teori solid-state. Frank Wilczek menulis bahwa perhitungannya yang memenangkan Nobel Prize in Physics tahun 2004 "tidak akan bisa dipikirkan tanpa diagram Feynman, begitu pula perhitungan [Wilczek] yang memberikan jalan menuju produksi dan pengmatan partikel Higgs." Feynman menggunakan interpretasi Ernst Stueckelberg mengenai positron yang menggambarkan positron sebagai elektron yang bergerak mundur dalam waktu. Sehingga, antipartikel digambarkan bergerak mundur sepanjang sumbu waktu dalam diagram Feynman. Perhitungan amplitudo kementakan dalam fisika partikel teoretis memerlukan penggunaan integral yang besar dan rumit atas variabel yang banyak. Diagram Feynman bisa melambangkan intergral-integral tersebut secara grafis. Diagram Feynman merupakan representasi grafis dari kontribusi usikan kepada amplitudo transisi atau fungsi korelasi dari teori medan mekanik atau statistik kuantum. Dalam perumusan kanonis dari teori medan kuantum, sebuah diagram Feynman melambangkan sebuah suku dalam eskpansi Wick untuk usikan matriks-S. Atau, rumus integral lintasan dari teorema medan kuantum menggambarkan amplitudo transisi sebagai jumlah berbobot dari semua sejarah yang mungkin dari suatu sistem dari keadaan awal hingga keadaan akhirnya, sebagai partikel maupun medan. Amplitudo transisi kemudian diberikan sebagai elemen matriks dari matriks-S di antara keadaan awal dan akhir dari sistem kuantumnya.