费曼图应用粒子物理学中,计算散射反应截面积的难题简化成加起所有可能存在的居间态振幅﹝每一个对应摄动理论又称戴森级数的一个项﹞
用费曼图表示这些状态以,比了解当年冗长计算容易得多
从该系统的基础拉格朗日量能够得出费曼法则,费曼就是用该法则表明如何计算图中的振幅
每一条内线对应虚粒子的分布函数;每一个线相遇顶点给出一个因子和来去的两线,该因子能够从相互作用项的拉格朗日量中得出,而线则约束了能量、动量和自旋
费曼图因此是出现在戴森级数每一个项的因子的符号写法
但是,作为摄动的展开式,费曼图不能包涵非摄动效应
除了它们在作为数学技巧的价值外,费曼图为粒子的相互作用提供了深入的科学理解
粒子会在每一个可能的方式下相互作用:实际上,居间的虚粒子超越光速是允许的
(这是基于测不准原理,并且不违反相对论,因为狭义相对论只要求可观测量满足因果律;事实上,超越光速对保留相对性时空的偶然性有帮助
)每一个终态的概率然后就从所有如此的概率中得出
这跟量子力学的功能积分表述有密切关系,该表述(路径积分)也是由费曼发明的
如此计算如果在缺少经验的情况下使用,通常会得出图的振幅为无穷大,这个答案在物理理论中是要不得的
问题在于粒子自身的相互作用被错误地忽视了
重整化的技巧(是由费曼、施温格和朝永所开发的)弥补了这个效应并消除了麻烦的无穷大项
经过这样的重整化后,用费曼图做的计算通常能与实验结果准确地吻合
费曼图及路径积分法亦被应用于统计力学中
有关费图及路径积分的数学内容尚未完善,它还处于依赖物理直观的阶段
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