文章插图
企鹅图【企鹅图】在量子场论中，企鹅图是一类费曼图，对于理解标準模型中的CP破坏过程很重要 。它们是指夸克暂时改变味的单循环过程（通过W或Z循环），味道变化的夸克参与某种树相互作用，通常是强相互作用 。对于某些夸克味，相互作用幅度比其他夸克味更大的相互作用，如CP破坏或Higgs相互作用，这些企鹅进程的幅度可能与直接树进程的幅度相当甚至更大 。轻子衰变可以绘製类似的图 。
基本介绍中文名：企鹅图
外文名：Penguin diagram
领域：量子力学
历史1975年7月，三位俄罗斯理论物理学家Arkady Vainshtein、Valentin Zakharov和MikhailShifman在前苏联的专业物理学期刊JETP Letters上发表了一篇讨论K介子衰变的论文，其中第一次计算了奇异夸克（strange quark）通过下面左图所进行的单圈衰变过程 。1995年10月，Mikhail Shifman教授在回忆20年前的这一重要工作时，把相应的费曼图（Feynman diagram）简化，这就是粒子物理学中着名的“企鹅图” 。
文章插图
图1.企鹅图费曼图费恩曼图（英语：Feynman diagram）是美国物理学家理察·费曼（即费恩曼）在处理量子场论时提出的一种形象化的方法，描述粒子之间的相互作用、直观地表示粒子散射、反应和转化等过程 。使用费恩曼图可以方便地计算出一个反应过程的跃迁机率 。
文章插图
图2.费曼图在费恩曼图中，粒子用线表示，费米子一般用实线，光子用波浪线，玻色子用虚线，胶子用圈线 。一线与另一线的连线点称为顶点 。费恩曼图的横轴一般为时间轴，向右为正，向左代表初态，向右代表末态 。与时间轴方向相同的箭头代表正费米子，与时间轴方向相反的箭头表示反费米子 。动机与历史粒子物理学中，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） 。用费恩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恩曼法则，费恩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式；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 。费恩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，作为微扰的展开式，费恩曼图不能包含非微扰效应 。除了它们在作为数学技巧的价值外，费恩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 。（这是基于测不準原理，因深奥的理由而不违反相对论；事实上，超越光速对保留相对性时空的偶然性有帮助 。）每一个终态的机率然后就从所有如此的机率中得出 。这跟量子力学的泛函积分表述有密切关係，该表述（路径积分表述）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不能接受的 。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準确地吻合 。费恩曼图及路径积分法亦被套用于统计力学中 。其他名称默里·盖尔曼一直将费恩曼图称为斯蒂克尔堡图(Stückelberg diagrams)，因为瑞士物理学家厄恩斯特·斯蒂克尔堡(Ernst Stückelberg)发明了一个相近的图 。历史上他们也曾被叫成费恩曼-戴森图或戴森图 。味在粒子物理学中，味或风味（英文︰Flavour）是基本粒子的一种量子数 。在量子色动力学中，味是一种总体对称 。另一方面，在电弱理论中，这种对称被打破，因此存在味变过程，例如夸克衰变或中微子振荡 。如果有两种以上的粒子拥有相同的相互作用，那幺它们可以在不影响物理的情况下互相交换 。只要两者成正交或互相垂直，这两种粒的任何（複数）线性组合，都会有着相同的物理 。换句话说，该理论拥有对称变换，例如