¿Qué hace que un diagrama de Feynman sea real o virtual?

En el uso normal, real y virtual no son propiedades de los diagramas de Feynman en sí mismos, sino de las partículas representadas en ellos. Las partículas correspondientes a las líneas externas (unidas a lo sumo a un solo vértice) son reales, las otras (unidas a dos vértices) son virtuales.

Un diagrama de Feynman puede considerarse como una parte repetitiva de un diagrama más grande. Esto requiere que las líneas externas del diagrama se mantengan fuera de la capa, de modo que las integrales correspondientes dependan de los momentos fuera de la capa (en lugar de solo los momentos dentro de la capa, que serían suficientes para los elementos de la matriz S). Su cálculo es más complejo ya que se debe tener en cuenta un espacio de parámetros más grande. El uso de diagramas de Feynman fuera del caparazón en este sentido es que pueden usarse en técnicas de resumen como bloques de construcción de infinitas familias de diagramas de Feynman en el caparazón. De hecho, tal uso recursivo requiere tratar las líneas externas como virtuales. Al igual que con las partículas virtuales, estos diagramas de Feynman fuera de la cáscara no tienen una contraparte medible, sino que son solo expresiones intermedias en el cálculo de resumen.

Sin embargo, en documentos como http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0550321379901160 , un gráfico de Feynman virtual es simplemente un gráfico de Feynman ordinario que involucra un bucle, en contraste con un gráfico de Feynman real = gráfico de árbol de orden más bajo . Ver la explicación después de las ecs. (42) y (81). Este documento se cita en http://arxiv.org/abs/1012.0507 después de eq. (3) para obtener detalles sobre los diagramas virtuales. En http://arxiv.org/abs/1112.1061 , esta terminología se aplica a los gráficos cortados en las líneas de la Fig. 1, correspondientes a una factorización. http://arxiv.org/abs/hep-ph/9701284 también usa esta terminología; ver los títulos de las Secciones 3.1 y 3.2, y las figuras correspondientes.

Si entiendo su pregunta correctamente, es solo una cuestión de lo que está calculando, ya sea que coloque las partículas externas en el caparazón o no. Si, por ejemplo, está calculando una amplitud para usar en una sección transversal, colocará las partículas externas en la capa y será lo que llama un 'diagrama de Feynman real'. Si está calculando una acción efectiva, puede dibujar los mismos diagramas exactos que hace para un cálculo de sección transversal, pero deja las partículas fuera de la cáscara, o lo que se refiere como un 'diagrama de Feynman virtual'.

Los diagramas de Feynman son solo eso: diagramas. Real o virtual es lo que pueden ser las partículas representadas en ellos. Se debe hacer una distinción:

Para calcular una amplitud, es necesario integrar todos los momentos posibles de las líneas internas. Por lo tanto, esos propagadores pueden pensarse como virtuales. Efectivamente, se suma sobre todos los niveles de virtualidad de las líneas internas.

Las líneas externas no son tan simples. Si bien la mayoría suelen ser reales, muchos no lo son. Por ejemplo, puede producir un par de bosones Z a partir de una energía total menor que el doble de la masa del bosón Z. En ese caso, uno de los bosones Z será virtual. Si lo mides, no encontrarás la masa del bosón Z, sino algo más bajo. Lo mismo se aplica al proceso Drell-Yan, donde se crea un fotón virtual a partir de la aniquilación de quarks y antiquarks. Estos fotones son masivos, mientras que los fotones reales no tienen masa.

En pocas palabras: los diagramas son lo que son. Lo que sale de ellos puede ser en masa (partícula real) o fuera de masa (partícula virtual).