Різниця між бозонами та ферміонами

The ключова різниця між бозонами та ферміонами це те бозони мають цілочисельний спін, тоді як ферміони мають пів-цілий спін.

Усі частинки, які ми спостерігаємо в природі, надходять у два типи як бозони та ферміони. Ми можемо розділити частинки на ці дві групи, виходячи зі спіну частинок. Тому ми називаємо це «спіновою класифікацією». Усі частинки мають спіновий або "внутрішній імпульс".

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке бозони 
3. Що таке Ферміони
4. Порівняльне порівняння - Бозони проти Ферміонів у табличній формі
5. Підсумок

Що таке Бозони?

Бозони - це тип частинок з цілим спином. Тому ці частинки не обмежуються принципом виключення Паулі. Ми можемо описати розподіл енергії цих частинок, використовуючи статистику Боза-Ейнштейна.

Малюнок 01: Симетрична хвильова функція бозонів

Деякі приклади бозонів включають фундаментальні частинки, такі як фотони, глюони тощо. Він включає як елементарні частинки, так і складові частинки, тобто мезони. Однією важливою характеристикою цих частинок є те, що вони не обмежують кількість частинок, що займають однаковий квантовий стан. З цієї причини бозони називають "носіями сили". Більше того, вони виступають як клей, який тримає справу разом. Більше того, хвильова функція, яка описує сукупність бозонів, повинна бути симетричною щодо обміну однаковими частинками.

Що таке Ферміони?

Ферміони - це тип частинок із напів цілим спіном. Тому вони обмежуються принципом виключення Паулі. На відміну від бозонів, два ферміони не можуть одночасно займати той же квантовий стан. Якщо декілька ферміонів мають однаковий просторовий розподіл ймовірностей, то принаймні спін кожного ферміона відрізняється один від одного. Більше того, ферміони - це частинки, що складають речовину.

Малюнок 02: Антисиметрична хвильова функція Ферміонів

Приклади ферміонів включають електрони, протони та нейтрони. Крім того, хвильова функція, яка описує колекцію ферміонів, повинна бути антисиметричною щодо обміну однаковими частинками.

Яка різниця між бозонами та ферміонами?

Бозони і ферміони - це дві групи частинок. Ключова відмінність бозонів від ферміонів полягає в тому, що бозони мають ціле число спіна, тоді як ферміони мають половину-ціле число спіна. Крім того, хвильова функція бозонів симетрична, тоді як хвильова функція ферміонів є антисиметричною.

Більше того, частки бозонів не обмежуються Принципом виключення Паулі, а ферміони є. Крім того, в одному і тому ж квантовому стані одночасно можуть займати дві частинки бозона, але ферміони не можуть одночасно займати той же квантовий стан. Отже, це також значна різниця між бозонами та ферміонами. Деякі приклади бозонів включають фотони, глюони, атоми гелію тощо, тоді як для ферміонів приклади включають електрони, протони, кварки, нейтрони тощо.

Нижче в інформаційній графіці представлено більше описів щодо різниці бозонів і ферміонів.

Підсумок - Бозони проти Ферміони

Усі відомі нам частинки можна розділити на дві групи як бозони та ферміони, виходячи із спіну частинок. Ключова відмінність бозонів від ферміонів полягає в тому, що бозони мають цілий спін, тоді як ферміони мають пів-цілий спін.

Довідка:

1. "Класифікація спина". Спинова класифікація частинок, Доступний тут.

Надано зображення:

1. "Symmetricwave2" від TimothyRias - Власна робота (CC BY 3.0) через Wikimedia Commons
2. «Асиметрична хвиля2» від Тимофія Ріаса - Власна робота (CC BY 3.0) через Wikimedia Commons