treeleveldiagrammen

Treeleveldiagrammen, im Deutschen oft als Baumdiagramme bezeichnet, sind Feynman-Diagramme ohne geschlossene Schleifen. Sie geben die führende Ordnung einer Streuung in der Perturbationstheorie an und liefern die Basisvorhersagen für eine Prozessvariante in Quantenfeldtheorie wie dem Standardmodell.

Strukturen und Berechnung: Ein Treeleveldiagramm besteht aus externen Linien, die die ein- und ausgehenden Teilchen darstellen, und aus internen Linien (Propagatoren), die Vertices verbinden. Es gibt keine Zyklen. Die Amplitude wird nach den Feynman-Regeln berechnet, wobei jeder Vertex mit dem Kopplungsfaktor, jede Propagator mit dem entsprechenden Feldtheorie-Ausdruck und die Spin- bzw. Farbstruktur berücksichtigt wird. Die Gesamtamplitude skaliert typischerweise wie g^V, wobei V die Anzahl der Vertices ist. Für den gegebenen Prozess müssen alle unterschiedlichen Baumdiagramme addiert werden.

Beispiel: Elektron-Positron-Ver招teilung zu Muonen-Paar e+ e- → μ+ μ- hat auf der Leading-Order-Stufe ein Baumdiagramm mit einem virtuellen Photon oder Z-Boson, das zwei Vertices besitzt. Aus der Amplitude folgt die Querschnittsberechnung bei LO (Leading Order).

Rolle und Einschränkungen: Treeleveldiagramme liefern die grobe, aber zentrale Vorhersage und dienen als Baseline, etwa in Monte-Carlo-Simulationen. Sie beinhalten keine Quantenwechselwirkungen, die durch Loop-Diagramme beschrieben werden, und sind daher anfällig für Unsicherheiten aus fehlenden höheren Ordnungen. Trotzdem sind sie unverzichtbar für das Verständnis schneller Abschätzungen und für die Initialisierung genauerer Berechnungen in der Teilchenphysik.