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Wie kann ich Schleifendiagramme für die Freifeldtheorie (Physik) zeichnen?

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Wie kann ich Schleifendiagramme für die Freifeldtheorie (Physik) zeichnen?

Schleifendiagramm

Ich muss die im Bild gezeigten Figuren zeichnen. Dies sind Schleifendiagramme innerhalb einer Gleichung.

Antwort1

Hier ist eine Sammlung von Diagrammen zur Theorie freier Felder, bereitgestellt als phinman.sty(Code am Ende dieser Antwort). Aus Platzgründen gibt es zwei Versionen jedes Befehls, eine mit Beschriftungen und eine ohne.

Bildbeschreibung hier eingeben

Der Code für die Demo oben:

\documentclass{article}
\usepackage{phinman} % pronounce like Feynman
\usepackage{amsmath}
\usepackage{lipsum}
\begin{document}
\begin{center}
\begin{tabular}{lc@{\quad}lc}
\verb"\PM{-}"    & \PM{-}    & \verb"\PMl{-}{x}{y}"          & \PMl{-}{x}{y}          \\
\verb"\PM{x}"    & \PM{x}    & \verb"\PMl{x}{x}"             & \PMl{x}{x}             \\
\verb"\PM{||}"   & \PM{||}   & \verb"\PMl{||}{u}{v}{x}{y}"   & \PMl{||}{u}{v}{x}{y}   \\
\verb"\PM{=}"    & \PM{=}    & \verb"\PMl{=}{u}{v}{x}{y}"    & \PMl{=}{u}{v}{x}{y}    \\
\verb"\PM{X}"    & \PM{X}    & \verb"\PMl{X}{u}{v}{x}{y}"    & \PMl{X}{u}{v}{x}{y}    \\
\verb"\PM{--}"   & \PM{--}   & \verb"\PMl{--}{x}{y}"         & \PMl{--}{x}{y}         \\
\verb"\PM{-o-}"  & \PM{-o-}  & \verb"\PMl{-o-}{x}{y}{z}"     & \PMl{-o-}{x}{y}{z}     \\
\verb"\PM{8}"    & \PM{8}    & \verb"\PMl{8}{x}"             & \PMl{8}{x}             \\
\verb"\PM{88}"   & \PM{88}   & \verb"\PMl{88}{x}{y}"         & \PMl{88}{x}{y}         \\
\verb"\PM{ooo}"  & \PM{ooo}  & \verb"\PMl{ooo}{x}{y}"        & \PMl{ooo}{x}{y}        \\
\verb"\PM{-8-}"  & \PM{-8-}  & \verb"\PMl{-8-}{x}{y}{z}"     & \PMl{-8-}{x}{y}{z}     \\
\verb"\PM{-88-}" & \PM{-88-} & \verb"\PMl{-88-}{x}{u}{v}{y}" & \PMl{-88-}{x}{u}{v}{y} \\
\verb"\PM{-ooo-}"& \PM{-ooo-}& \verb"\PMl{-ooo-}{x}{u}{v}{y}"& \PMl{-ooo-}{x}{u}{v}{y}\\
\verb"\PM{-o8-}" & \PM{-o8-} & \verb"\PMl{-o8-}{x}{u}{v}{y}" & \PMl{-o8-}{x}{u}{v}{y}
\end{tabular}
\end{center}
\clearpage
\lipsum[1]
\begin{align*}
  \PMl{-}{x}{y}         & = i\Delta(x,y)\\
  \PMl{x}{y}            & = -i\lambda\\
  \langle\phi(x_1)\phi(x_2)\phi(x_3)\phi(x_4)\rangle_0
                        &= \PMl{||}{x_1}{x_2}{x_3}{x_4} + \PMl{=}{x_1}{x_2}{x_3}{x_4}
                           + \PMl{X}{x_1}{x_2}{x_3}{x_4}\\
  \PMl{-o-}{x_1}{x_2}{y}&=\frac{-i\lambda}2\int\cdots\\
  \PMl{-8-}{x_1}{y}{x_2}&=\frac{-i\lambda}6i\Delta(x_1,x_2)\int\cdots\\
  \PMl{8}{y}            &=\frac{-i\lambda}6\int\cdots\\
  \text{denominator}    &=1+\PM{8}+\PM{88}+\PM{ooo}+\cdots\\
  \text{numerator}      &=\PM{--}+\PM{-8-}+\PM{-88-}+\PM{-ooo-}+\cdots\\
                        &\quad+\PM{-o-}+\PM{-o8-}+\cdots
\end{align*}
\lipsum[2]
\end{document}

Der Code für das Paket phinman.sty(ausgesprochen wie Feynman):

\NeedsTeXFormat{LaTeX2e}
\ProvidesPackage{phinman}[2017/04/14 Diagrams for the free field theory]
\RequirePackage{tikz}
\newcommand\PMset{\pgfqkeys{/PM}}
\newcommand\PMldef[1]{\expandafter\def\csname PMl:#1\endcsname}
\newcommand\PMl[1]{\csname PMl:#1\endcsname}
\newcommand\PMdef[1]{\expandafter\def\csname PM:#1\endcsname}
\newcommand\PM[1]{\csname PM:#1\endcsname}
\newlength\PMu
\PMu=2ex

\PMset
  {dot/.style={circle,fill,draw,inner sep=0pt,outer sep=0pt,minimum size=2.5pt},
   line/.style={line width=0.6pt},
   ghostline/.style={line width=2pt,color=white}
  }

\newcommand\PMdot{node[/PM/dot]{}}
\newcommand\PMdotx[1]{node[/PM/dot,label={#1}]{}}
\newcommand\PMdota[1]{\PMdotx{[yshift=-0.5ex]above:{$#1$}}}
\newcommand\PMdotb[1]{\PMdotx{[yshift=0.5ex]below:{$#1$}}}
\newcommand\PMdotl[1]{\PMdotx{[xshift=0.5ex]left:{$#1$}}}
\newcommand\PMdotr[1]{\PMdotx{[xshift=-0.5ex]right:{$#1$}}}

\PMdef{-}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdot -- (2\PMu,0)\PMdot;%
  }

\PMldef{-}#1#2%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdotb{#1} -- (2\PMu,0)\PMdotb{#2};%
  }

\PMdef{--}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdot -- (4\PMu,0)\PMdot;%
  }

\PMldef{--}#1#2%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdotb{#1} -- (4\PMu,0)\PMdotb{#2};%
  }

\PMdef{x}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdot
   (\PMu,\PMu) -- (-\PMu,-\PMu)
   (\PMu,-\PMu) -- (-\PMu,\PMu);%
  }

\PMldef{x}#1%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdotx{below:{$#1$}}
   (\PMu,\PMu) -- (-\PMu,-\PMu)
   (\PMu,-\PMu) -- (-\PMu,\PMu);%
  }

\PMdef{||}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,\PMu) \PMdot -- (0,-\PMu) \PMdot
   (2\PMu,\PMu) \PMdot -- (2\PMu,-\PMu)\PMdot;%
  }

\PMldef{||}#1#2#3#4%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,\PMu) \PMdotl{#3} -- (0,-\PMu) \PMdotl{#4}
   (2\PMu,\PMu) \PMdotr{#1} -- (2\PMu,-\PMu)\PMdotr{#2};%
  }

\PMdef{=}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,\PMu) \PMdot -- (2\PMu,\PMu) \PMdot
   (0,-\PMu) \PMdot -- (2\PMu,-\PMu)\PMdot;%
  }

\PMldef{=}#1#2#3#4%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,\PMu) \PMdotl{#3} -- (2\PMu,\PMu) \PMdotr{#1}
   (0,-\PMu) \PMdotl{#4} -- (2\PMu,-\PMu)\PMdotr{#2};%
  }

\PMdef{X}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]%
    {\draw[/PM/line] (0,\PMu) \PMdot -- (2\PMu,-\PMu)\PMdot;
     \draw[/PM/ghostline] (0,-\PMu)-- (2\PMu,\PMu);
     \draw[/PM/line](0,-\PMu)\PMdot -- (2\PMu,\PMu) \PMdot;
    }%
  }

\PMldef{X}#1#2#3#4%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]%
    {\draw[/PM/line] (0,\PMu) \PMdotl{#3} -- (2\PMu,-\PMu)\PMdotr{#2};
     \draw[/PM/ghostline] (0,-\PMu)-- (2\PMu,\PMu);
     \draw[/PM/line](0,-\PMu)\PMdotl{#4}-- (2\PMu,\PMu) \PMdotr{#1};
    }%
  }

\PMdef{-o-}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdot -- ++(2\PMu,0)\PMdot
   arc(-90:270:0.6\PMu) -- ++(2\PMu,0)\PMdot;%
  }

\PMldef{-o-}#1#2#3%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdotb{#1} -- ++(2\PMu,0)\PMdotb{#2}
   arc(-90:270:0.6\PMu) -- ++(2\PMu,0)\PMdotb{#3};%
  }

\PMdef{-8-}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdot -- ++(4\PMu,0)\PMdot
   (2\PMu,0.8\PMu)\PMdot arc (0:360:0.6\PMu)
   arc (180:540:0.6\PMu);%
  }

\PMldef{-8-}#1#2#3%
  {\tikz[baseline={(0,0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdotb{#1} -- ++(4\PMu,0)\PMdotb{#3}
   (2\PMu,0.8\PMu)\PMdotx{above:{$#2$}} arc (0:360:0.6\PMu)
   arc (180:540:0.6\PMu);%
  }


\PMdef{-ooo-}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdot -- ++(4\PMu,0)\PMdot
   (1.3\PMu,0.8\PMu)\PMdot arc (0:360:0.6\PMu)
   arc (180:360:0.6\PMu) \PMdot
   arc (180:540:0.6\PMu) arc (0:180:0.6\PMu);%
  }

\PMldef{-ooo-}#1#2#3#4%
  {\tikz[baseline={(0,0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdotb{#1} -- ++(4\PMu,0)\PMdotb{#4}
   (1.3\PMu,0.8\PMu)\PMdotx{above:{$#2$}} arc (0:360:0.6\PMu)
   arc (180:360:0.6\PMu) \PMdotx{above:{$#3$}}
   arc (180:540:0.6\PMu) arc (0:180:0.6\PMu);%
  }

\PMdef{8}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdot arc (0:360:0.6\PMu)
   arc (180:540:0.6\PMu);%
  }

\PMldef{8}#1%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdotx{below:{$#1$}} arc (0:360:0.6\PMu)
   arc (180:540:0.6\PMu);%
  }

\PMdef{88}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,-0.7\PMu) \PMdot arc (0:360:0.6\PMu) arc (180:540:0.6\PMu)
   (0,0.7\PMu) \PMdot arc (0:360:0.6\PMu) arc (180:540:0.6\PMu);%
  }

\PMldef{88}#1#2%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,-0.7\PMu) \PMdotx{below:{$#2$}} arc (0:360:0.6\PMu) arc (180:540:0.6\PMu)
   (0,0.7\PMu) \PMdotx{above:{$#1$}} arc (0:360:0.6\PMu) arc (180:540:0.6\PMu);%
  }

\PMdef{ooo}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdot arc (0:360:0.6\PMu)
   arc (180:360:0.6\PMu) \PMdot
   arc (180:540:0.6\PMu) arc (0:180:0.6\PMu);%
  }

\PMldef{ooo}#1#2%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,0) \PMdotx{below:{$#1$}} arc (0:360:0.6\PMu)
   arc (180:360:0.6\PMu) \PMdotx{below:{$#2$}}
   arc (180:540:0.6\PMu) arc (0:180:0.6\PMu);%
  }

\PMdef{-88-}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,-0.8\PMu) \PMdot arc (0:360:0.6\PMu) arc (180:540:0.6\PMu)
   (-2\PMu,0) \PMdot -- (2\PMu,0)\PMdot
   (0,0.8\PMu) \PMdot arc (0:360:0.6\PMu) arc (180:540:0.6\PMu);%
  }

\PMldef{-88-}#1#2#3#4%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,-0.8\PMu) \PMdotx{below:{$#3$}} arc (0:360:0.6\PMu) arc (180:540:0.6\PMu)
   (-2\PMu,0) \PMdotb{#1} -- (2\PMu,0)\PMdotb{#4}
   (0,0.8\PMu) \PMdotx{above:{$#2$}} arc (0:360:0.6\PMu) arc (180:540:0.6\PMu);%
  }


\PMdef{-o8-}%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,-0.8\PMu) \PMdot arc (0:360:0.6\PMu) arc (180:540:0.6\PMu)
   (-2\PMu,0) \PMdot -- (0,0) \PMdot
   arc (-90:270:0.6\PMu) -- (2\PMu,0)\PMdot;%
  }

\PMldef{-o8-}#1#2#3#4%
  {\tikz[baseline={(0,-0.5ex)}]\draw[/PM/line]
   (0,-1.5\PMu) \PMdotx{below:{$#3$}} arc (0:360:0.6\PMu) arc (180:540:0.6\PMu)
   (-2\PMu,0) \PMdotb{#1} -- (0,0) \PMdotb{#2}
   arc (-90:270:0.6\PMu) -- (2\PMu,0)\PMdotb{#4};%
  }


\endinput

Antwort2

Du kannst es mit Tikz zeichnen. Unten habe ich ein paar Befehle für die Symbole in deiner Zeichnung erstellt (du findest bestimmt bessere Namen dafür). Ich musste die Höhe manuell anpassen, um die Linien mit den Zeichen 2ptauszurichten . Die Buchstaben dienen nur dazu, den vertikalen Abstand zu zeigen. Du kannst die Länge der Linien und die Größe der Kreise anpassen.+lipsum

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{lipsum}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc,arrows}
\newcommand\SajadLineLength{15mm}
\newcommand\SajadCircleRadii{3mm}
\newcommand\SajadLine[2]{\tikz[baseline=-2pt]{%
    \draw[*-*](0,0) -- (\SajadLineLength,0)node[pos=0,below]{$#1$}node[pos=1,below]{$#2$};
  }}
\newcommand\SajadLineCircleMid[2]{\tikz[baseline=-2pt]{%
    \draw[*-*](0,0) -- (\SajadLineLength,0)node[pos=0,below]{$#1$}node[pos=1,below]{$#2$};
    \draw (0.5*\SajadLineLength,0) circle (\SajadCircleRadii);
  }}
\newcommand\SajadLineCircle[2]{\tikz[baseline=-2pt]{%
    \draw[*-*](0,0) -- (\SajadLineLength,0)node[pos=0,below]{$#1$}node[pos=1,below]{$#2$};
    \draw (0.5*\SajadLineLength,\SajadCircleRadii) circle (\SajadCircleRadii);
  }}
\newcommand\SajadLineDoubleCircle[2]{\tikz[baseline=-2pt]{%
    \draw[*-*](0,0) -- (\SajadLineLength,0)node[pos=0,below]{$#1$}node[pos=1,below]{$#2$};
    \draw (0.5*\SajadLineLength,\SajadCircleRadii) circle (\SajadCircleRadii);
    \draw (0.5*\SajadLineLength,3*\SajadCircleRadii) circle (\SajadCircleRadii);
  }}

\begin{document}
\lipsum[1]
\begin{displaymath}
  A=
  \SajadLine{x_1}{x_2} 
  +\SajadLineCircle{x_1}{x_2}
  +\SajadLineCircleMid{x_1}{x_2}
  +\SajadLineDoubleCircle{x_1}{x_2}
\end{displaymath}
\lipsum[2]
\end{document}

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