Lijndiagrammen

Lijndiagrammen zijn visuele representaties waarin relaties of processen tussen objecten worden weergegeven met lijnen die knopen verbinden. Ze dienen als hulpmiddel bij het begrijpen en berekenen van complexe systemen in wiskunde, natuurkunde en andere vakgebieden. In de natuurkunde, met name in de kwantumveldtheorie, worden ze vaak aangeduid als Feynman-diagrammen. Hier geven lijnen de propagatie van deeltjes weer en knopen interacties tussen deeltjes aan. Verschillende soorten lijnen staan voor verschillende soorten particellen: fermionlijnen met pijlen, bosonlijnen (bijvoorbeeld wiggle lijnen voor fotonen) en vaak gestreepte lijnen voor scalaren zoals het Higgs-partikel. Elk diagram komt overeen met een wiskundige term die volgens specifieke Feynman-regels wordt opgebouwd, en geeft een bijdrage aan de algehele kans op een proces. Bij de constructie van lijndiagrammen gelden conservatie­wetten (zoals momentum en quantumgetallen) bij elk knooppunt, en de berekeningen kunnen bestaan uit integralen over virtuele impulsen, soms met meerdere lussen.

Naast toepassingen in de fysica worden lijndiagrammen ook gebruikt in de wiskunde om netwerken en relaties te illustreren, en in didactische context als een vereenvoudigde weergave van interacties. Zo blijft de belangrijkste functie van lijndiagrammen het bieden van een compacte, systematische voorstelling van complexe processen, waarmee stap voor stap berekeningen kunnen worden opgezet en gecontroleerd.

Historisch ontstonden en verspreidden lijndiagrammen zich in de late jaren 1940, met het werk van Richard Feynman en anderen, en sindsdien zijn ze een centraal hulpmiddel in deeltjesfysica en onderwijs.