le décalage de Lamb, d'après le nom du physicien américain Willis Lamb (1913–2008), des niveaux d'énergie de l'hydrogène : différence d'énergie entre les termes spectroscopiques : $^2S_{1/2}$ et $^2P_{1/2}$, non prédite par l'équation de Dirac. Il correspond aux fluctuations quantiques du vide et l'électron de l'hydrogène dans ces orbitales.
Amplitude de probabilité de Feynmann
$(p^2-m^2)G(p)=\delta^4(p)$ où $\delta^4(p)$ est la fonction (ou distribution) de Dirac, i.e. fonction prenant une " valeur " infinie en 0, et la valeur zéro partout ailleurs, et dont l'intégrale sur $\mathbb R$ est égale à 1,
d'où $G(p)=\dfrac{\delta^4(p)}{(p^2-m^2)}$.
La figure ci-contre représente, selon Feynmann, la somme des amplitudes de probabilité de chaque événement.
La source " S " émet de la lumière qui est réfléchie sur le miroir (bleu) pour atteindre le détecteur " P " (le rectangle gris empêche le chemin direct).
Le graphique représente le temps qu'il faut à la lumière pour parcourir chaque trajet.
La somme de l'amplitude de probabilité (fonction d'onde à valeur complexe) de tous les chemins (les petites flèches) permet de trouver la norme au carré du vecteur S.
La direction du temps va de gauche à droite, et la dimension spatiale de haut en bas.
Une ligne représente la particule libre comme suit :
une ligne droite avec une flèche représente un fermion (ou un propagateur fermionique avec flèche vers le sommet - ici, un électron -) ou un antifermion (ou un propagateur antifermionique avec partant du sommet - ici, un positron -;
Interactions fortes
(Figure : vetopsy.fr)une ligne ondulée représente un propagateur bosonique - ici, un photon -.
Les lignes :
entrantes ou sortantes - externes - sont des particules réelles et doivent suivre $E^2=p^2+m^2$ ;
Un sommet (sommet d'interaction ou vertex), au niveau duquel 3 lignes se rencontrent, représente le point où deux ou plusieurs particules se trouvent être au même endroit au même moment.
Il matérialise leur interaction et à ce niveau, il y a conservation du quadri-vecteur énergie-impulsion.
Les sommets peuvent être reliés par un propagateur bosonique ou fermionique.
Le vertex d’interaction a une amplitude (constante de couplage) qui détermine son intensité. La suite de cet événement élémentaire est beaucoup plus complexe.
Boucle et divergence
(Figure : vetopsy.fr)La mécanique quantique nous apprend que l’amplitude d’évolution entre un état initial et un état final est la somme sur toutes les événements intermédiaires, i.e. qui conduisent au même résultat.
Pour les diagrammes de Feynman, on décrit un développement perturbatif pour une constante de couplage faible où les vertex sont rares, sinon le calcul est impossible.
histoire).
