Mathematica의 FeynArts Package를 이용한 Feynman Diagram 그리기

대충 수식도 조금씩 입력할 수 있게 되었구나 하고 기뻐할 때에
파인만 도형은 어떻게 그릴까 하는 고민이 시작되었다.

인터넷에서 검색해봤는데
Adobe Illustrator를 이용하는 사람,
Inkscape를 이용하는 사람 등등 다양했다.
이것들은 말그대로 drawing tool이고,
나는 Mathematica를 가지고 있으므로 FeynArts package를 사용하기로 했다.
http://www.feynarts.de/

사실 예전부터 package 기능을 이용하여
입자물리의 더러운 산란단면적 등을 계산하려고 했는데
귀찮아서 미뤄두었고, 이 때문에 package 설치는 오늘이 처음이었다.
역시 처음해보는 일이니 삽질을 여러 시간 했고,
결국은 FeynArts package를 제대로 불러올 수 있었다.
아무 에러 없이 구동이 되었을 때 너무 기뻤다.

보이는 바와 같이 개발자들인 Hagen Eck, Sepp Kueblbeck, Thomas Hahn의 이름이 출력된다. 참으로 고맙다. 단순히 drawing tool을 사용하는 대신 이들의 package를 사용하면서 얻게 되는 이점은 크게 두가지가 있다.
1. Line(+Loop), Vertex의 Topology로 온전히 물리적인 Feynman diagram의 full set을 얻을 수 있다는 점 (아직 identical particle에 대해서는 확인을 안 해봤지만 당연히 제대로 출력될 것이다. 이런 점에서 '물리적'이라고 표현했다. Feynman diagram은 full set이나 minimum set이 물리적인 의미가 있지, 하나로는 물리적이라고 할 수 없다.)
2. 현상론적으로 항상 고민하게 될 표준모형(Standard Model, SM)의 초대칭(Supersymmetry, SUSY) 확장도 다룰 수 있다는 점

일단 메뉴얼이 길고 밤이 깊었기 때문에 항상 부려먹는 $$e^{-}+e^{+} \rightarrow \mu^{-}+\mu^{+}$$만 대충 그려보았다.

보통 QED만 배운 상태에서는 첫번째 다이어그램만 생각하는데 이 package에서는 광자 \(\gamma\)가 Z 보존으로 치환된 중성류가 관여하는 두번째 다이어그램도 출력된다.

언젠가 저 두번째 다이어그램과 관계된 약한 상호작용(Weak Interaction)을 이론물리학자들 이야기, CERN에서의 실험, 그리고 노벨상 이야기*들을 섞어 재밌게 포스팅하고 싶다.

*살람, 와인버그, 글래쇼/ 루비아, 반데르메르/ 힉스, 엥겔레르 \(\rightarrow\) 무려 3번에 걸쳐 7명이 수상! 기준을 좀더 완화시키면 더 많은 사람들이 관련된 이야기