Um diagrama de Feynman é um diagrama que mostra o que acontece quando partículas elementares colidem.
Os diagramas de Feynman são usados na mecânica quântica. Um diagrama de Feynman tem linhas em diferentes formas - estreito, pontilhado e rabiscado - que se encontram em pontos chamados vértices. Os vértices são onde as linhas começam e terminam. Os pontos nos diagramas de Feynman onde as linhas se encontram representam duas ou mais partículas que se encontram no mesmo ponto no espaço e ao mesmo tempo. As linhas em um diagrama de Feynman representam a amplitude da probabilidade de uma partícula ir de um lugar para outro.
Nos diagramas de Feynman, as partículas podem avançar e recuar no tempo. Quando uma partícula está indo para trás no tempo, ela é chamada de antipartícula. Os pontos de encontro das linhas também podem ser interpretados para frente ou para trás no tempo, de modo que se uma partícula desaparece em um ponto de encontro, isso significa que a partícula foi criada ou destruída, dependendo da direção no tempo de onde a partícula veio.
Todas as linhas e vértices têm uma amplitude. Quando você multiplica a amplitude de probabilidade para as linhas, a amplitude para as partículas irem de onde elas começam para onde elas se encontram, e para o próximo ponto de encontro, e assim por diante, e também multiplicar pela amplitude para cada ponto de encontro, você obtém um número que lhe diz a amplitude total para as partículas fazerem o que o diagrama diz que elas fazem. Se você somar todas estas amplitudes de probabilidade sobre todos os pontos de encontro possíveis, e sobre todos os pontos iniciais e finais com um peso apropriado, você obtém a amplitude total de probabilidade de uma colisão em um acelerador de partículas, o que lhe diz a probabilidade total destas partículas de saltar umas sobre as outras em qualquer direção em particular.
Os diagramas de Feynman têm o nome de Richard Feynman, que ganhou o Prêmio Nobel de Física. Seus diagramas são muito simples no caso da eletrodinâmica quântica (QED), onde existem apenas dois tipos de partículas: elétrons (pequenas partículas dentro dos átomos) e fótons (partículas de luz). No QED, a única coisa que pode acontecer é que um elétron (ou sua antipartícula) pode emitir (ou absorver) um fóton, de modo que há apenas um bloco de construção para qualquer colisão. A amplitude de probabilidade para a emissão é muito simples - não tem parte real, e a parte imaginária é a carga do elétron.
