Диаграмма Фейнмана производства Хиггса с помощью gggggg-Fusion

Внутренняя линия на диаграмме Фейнмана (в данном случае это фермионная линия, но это относится к любой частице, которая не является собственной античастицей) соединяет две точки взаимодействия. Позвони им$x$и$y$(положение четырех векторов). В конце концов, происходит неявное интегрирование по всем возможным$x$и$y$в которых поля могут взаимодействовать (хотя это не всегда очевидно, когда диаграммы оцениваются в импульсном пространстве).

Однако и до этого уже есть суперпозиция множественных взаимодействий, представленных одной и той же линией. В частности, фермионная линия, указывающая из$x$к$y$представляет собой суперпозицию промежуточных состояний, в которых есть фермион, распространяющийся из$x$к$y$и те, у которых есть античастица, распространяющаяся от$y$к$x$. С$x$и$y$оба в конечном счете интегрированы, любой из них может произойти раньше во времени, позволяя обоим этим процессам происходить и вносить свой вклад в матричный элемент для процесса. ; Фермион, движущийся в одну сторону, меняет заряд, топ-сис и другие квантовые числа точно так же, как антифермион, движущийся в другую сторону.

Итак, на первой диаграмме, которую вы показали, отождествление одной стороны треугольника с$t$и$\bar{t}$чисто для наводящих целей. Чистое взаимодействие заключается в том, что один глюон создает пару топ-антитоп; один член пары взаимодействует со вторым глюоном, а затем пара «верх-анти-верх» снова аннигилирует, образуя бозон Хиггса. Все возможные сценарии этого типа суммируются в амплитуде, которую представляет диаграмма (плюс есть диаграммы, в которых Хиггс рождается одновременно с парой кварк-антикварк, которые затем аннигилируют вместе с одним из глюонов, что, по-видимому, нарушает сохранения энергии, но мы знаем, что в теории возмущений это допускается в очень короткие промежутки времени в соответствии с принципом неопределенности.)

* На самом деле, что особенно отличает диаграммы Фейнмана от других видов диаграмм взаимодействия, состоящих из взаимодействующих вершин и пропагаторов частиц, так это то, что в диаграмме Фейнмана нет временного упорядочения вершин. Ранний способ Швингера вычисления произвольных матричных элементов КЭД, хотя и не основанный на диаграммах, был значительно сложнее, чем у Фейнмана, потому что Швингер вычислял амплитуды для процессов с вершинами в разных временных порядках отдельно.

Я думаю, что одна вещь, которая может сбить вас с толку, заключается в том, что в КТП античастицы часто представлены частицами, которые «путешествуют назад во времени». Итак, на втором изображении, которое вы предоставили, оно эквивалентно другим, просто$t$то есть «путешествие во времени» интерпретируется как$\bar{t}$это путешествие вперед во времени.

Вот отличная ссылка, если вы хотите узнать больше об этом: движется ли антивещество назад во времени?

Надеюсь, это помогло!

Путаница в этих диаграммах возникает, когда нужно рассматривать частицы/античастицы и «направление этих частиц во времени» и тот факт, что автор не указывает, какие оси являются временем и положением. Следует помнить, что если стрелка указывает назад во времени, то мы имеем дело с античастицей. Однако на всех этих диаграммах изображена петля топ-кварка, а вертикальная линия, на которую вы ссылаетесь, — это топ-кварк. На диаграмме 1 хорошо видно$t \bar t t$в то время как диаграмма 2 показывает точно то же самое (хотя анти-топ не помечен, он показывает, что он движется назад во времени). На третьей диаграмме снова показан тот же процесс, хотя кажется, что оси позиция-время поменялись местами.

Диаграмма, которая вас озадачивает, «неправильна» в обозначении верхней части треугольника как t_bar, а нижней — как t, что приводит к путанице. Ваш последний рисунок правильный.

В непетлевых диаграммах Фейнмана, когда линейная стрелка идет в вершину в отрицательном направлении времени, это означает, что ее метка частицы должна быть взята (не помечена) как античастица. В вершинах должны сохраняться квантовые числа.

Петля должна иметь только одну помеченную частицу с фиксированным направлением стрелок, по часовой стрелке или против часовой стрелки, в соответствии с сохранением вершины или другого вращающегося квантового числа.