Feynman-Diagramme
und Feynman-Kalkül -
Vorbemerkungen zum
Feynman-Kalkül
Wir haben auf den vorangegangenen Seiten die Darstellung der Wechselwirkungsprozesse
Zerfall
und
Streuung mit Feynman-Diagrammen betrachtet. Für
experimentelle und theoretische Teilchenphysiker sind diese
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beiden Prozesse die wichtigsten Möglichkeiten Messungen und Berechnungen anzustellen, um mehr über die Struktur von Teilchen und deren Wechselwirkungen
herauszubekommen.
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Die entscheidende
physikalische Größe, die
Zerfälle beschreibt, ist
die mittlere
Lebensdauer
t
bzw. die
Zerfallsrate
G
,
wobei gilt:
t
= 1/
G
Die gesuchten
physikalischen Größen bei der
Streuung
sind der
totale
und
differentielle Wirkungsquerschnitt
s
tot
und
d
s
/d
W
.
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Die
Größen
t
,
G
und
d
s
/d
W
können
mit der sogenannten
(Wahrschein- lichkeits-) Amplitude
M eines Prozesses berechnet werden. Mit den Regeln des Feynman-Kalküls kann
man die Amplitude
M einzelner Diagramme berechnen. Die Amplitude
wird auch als Übergangsmatrixelement
M
bezeichnet. (siehe dazu auch
,
)
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Wir kennen die an einem Wechselwirkungsprozess beteiligten beobachtbaren Teilchen. Sie legen die äußeren Linien aller diesen Prozess beschreibenden Feynman-Diagramme fest, die sich nur durch verschiedene Kombinationen innerer
Linien unterscheiden.
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Jeder dieser Einzelprozesse liefert seinen
Beitrag zum beobachteten Wechselwirkungsprozess.
Die Berechnung des
Beitrags eines einzelnen Feynman-Diagramms zum beobachteten Wechselwirkungsprozess
geht über die mit den Feynman-Regeln berechenbare
Amplitude.
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Auf den folgenden Seiten soll beschrieben werden, wie die Amplitude mit den Größen Lebensdauer und differentieller Wirkungsquerschnitt zusammenhängt und wie man sie mit den Regeln des Feynman-Kalküls berechnen kann. Zum genauen Verständnis ist hier eine Auseinandersetzung mit
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entsprechender
Fachliteratur, vor allem der quantenmechanischen, unerlässlich. Es soll trotzdem versucht werden, auf möglichst anschaulichem Weg einen Einblick in das Feynman-Kalkül zu geben, soweit dies ohne die Sprache
der Quantenmechanik möglich ist.
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