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费曼图简易绘制器 - 粒子交互可视化

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费曼图简易绘制器

粒子交互可视化 · 预设经典费曼图模板 · 一键导出

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当前费曼图

电子-电子散射

Møller散射，通过虚光子交换的t通道过程。两个电子通过电磁相互作用散射。

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图例
  • 费米子
  • 光子 γ
  • 胶子 g
  • W/Z玻色子
  • 希格斯 h

费曼图（Feynman Diagram）是由诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼在20世纪40年代发明的图形化工具，用于直观表示亚原子粒子之间的相互作用。在量子场论中，每一条线代表一个粒子（费米子用实线，光子用波浪线，胶子用螺旋线等），每一个顶点代表一次相互作用。费曼图不仅能帮助物理学家直观理解粒子反应过程，每一张图还对应一个精确的数学表达式（散射振幅），是计算粒子碰撞概率的核心工具。它在量子电动力学（QED）、量子色动力学（QCD）和电弱理论中都有广泛应用。

实线+箭头：费米子（电子e⁻、正电子e⁺、夸克、中微子等），箭头方向表示粒子流方向（反粒子箭头反向）。
波浪线：光子γ，电磁相互作用的传播子。
紧密波浪/螺旋线：胶子g，强相互作用的传播子，共8种色荷组合。
虚线：W⁺/W⁻/Z⁰玻色子，弱相互作用的传播子。
点划线/特殊虚线：希格斯玻色子h，与质量产生机制相关。

这是费曼图中描述粒子散射的三种基本拓扑结构（Mandelstam变量）：
s通道：入射粒子湮灭产生一个虚粒子，该虚粒子再衰变为出射粒子（如e⁺e⁻→γ→μ⁺μ⁻）。
t通道：两个粒子通过交换一个虚粒子而散射，入射粒子和出射粒子一一对应（如电子-电子散射）。
u通道：与t通道类似但出射粒子交换了身份，在某些过程中与t通道产生干涉效应。

在粒子物理学中，费曼图通常采用时间从下向上流动的约定：图的底部代表"过去"（初始态），顶部代表"未来"（最终态）。水平方向代表空间维度。入射粒子从底部进入，出射粒子从顶部离开。反粒子（如正电子e⁺）的箭头指向时间反方向（向下），这在数学上等价于一个逆时间传播的粒子。本工具中的所有费曼图均遵循此约定。

点击"导出PNG"按钮即可将当前显示的费曼图保存为高清PNG图片（分辨率900×520）。导出图片适合直接用于学术报告、博客文章或教学材料。对于更专业的矢量图需求，建议使用LaTeX的TikZ-Feynman包或专门的费曼图绘制软件（如JaxoDraw）。本工具主要面向快速可视化和教学演示场景。

费曼图不仅仅是可视化工具——每张图都对应一个精确的数学积分（通过费曼规则转换）。图的拓扑结构决定了积分的结构：外部线对应粒子态，内部线对应传播子（1/(p²-m²)），顶点对应耦合常数。通过计算所有相关费曼图的贡献并求和，物理学家可以精确预测粒子碰撞的散射截面和衰变率。费曼图将复杂的量子场论计算转化为系统化的图形规则，极大地简化了计算过程。
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