Różnica między Bosonami a Fermionami

The kluczowa różnica między bozonami a fermionami jest to bozony mają spin całkowity, podczas gdy fermiony mają spin całkowity.

Wszystkie cząstki, które obserwujemy w przyrodzie, występują w dwóch typach jako bozony i fermiony. Możemy podzielić cząstki na te dwie grupy w oparciu o spin cząstek. Dlatego nazywamy to „klasyfikacją spinową”. Wszystkie cząstki mają spin lub „wewnętrzny moment pędu”.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym są bozony 
3. Czym są Fermiony
4. Porównanie obok siebie - Bozony kontra fermiony w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Czym są bozony?

Bozony są rodzajem cząstek o całkowitym spinie. Dlatego cząstki te nie są ograniczone zasadą wykluczenia Pauliego. Możemy opisać rozkład energii tych cząstek za pomocą statystyki Bosego-Einsteina.

Rycina 01: Funkcja fali symetrycznej bozonów

Niektóre przykłady bozonów obejmują podstawowe cząstki, takie jak fotony, gluony itp. Obejmuje to zarówno cząstki elementarne, jak i cząstki złożone, tj. Mezony. Jedną ważną cechą tych cząstek jest to, że nie ograniczają one liczby cząstek zajmujących ten sam stan kwantowy. Z tego powodu bozony nazywane są „nosicielami siły”. Ponadto działają jak klej, który utrzymuje materię razem. Ponadto funkcja falowa, która opisuje zbiór bozonów, musi być symetryczna w odniesieniu do wymiany identycznych cząstek.

Czym są Fermiony?

Fermiony są rodzajem cząstek o spinie o wartości całkowitej całkowitej. Dlatego są one ograniczone zasadą wykluczenia Pauliego. W przeciwieństwie do bozonów dwa fermiony nie mogą zajmować tego samego stanu kwantowego w tym samym czasie. Jeśli wiele fermionów ma taki sam przestrzenny rozkład prawdopodobieństwa, to przynajmniej spin każdego z fermionów różni się od siebie. Co więcej, fermiony są cząsteczkami, które tworzą materię.

Rycina 02: Fala antysymetryczna fermionów

Przykłady fermionów obejmują elektrony, protony i neutrony. Ponadto funkcja falowa opisująca zbiór fermionów musi być antysymetryczna w odniesieniu do wymiany identycznych cząstek.

Jaka jest różnica między Bosonami a Fermionami?

Bozony i fermiony to dwie grupy cząstek. Kluczowa różnica między bozonami a fermionami polega na tym, że bozony mają spin całkowity, podczas gdy fermiony mają połowę-spin całkowity. Ponadto funkcja falowa bozonów jest symetryczna, podczas gdy funkcja falowa fermionów jest antysymetryczna.

Co więcej, cząstki bozonów nie są ograniczone przez zasadę wykluczenia Pauliego, ale fermiony są. Poza tym w tym samym stanie kwantowym dwie cząstki bozonu mogą zajmować w tym samym czasie, ale fermiony nie mogą zajmować tego samego stanu kwantowego w tym samym czasie. Jest to więc znacząca różnica między bozonami a fermionami. Niektóre przykłady bozonów obejmują fotony, gluony, atomy helu itp., Natomiast w przypadku fermionów przykłady obejmują elektrony, protony, kwarki, neutrony itp..

Poniżej grafika informacyjna pokazuje więcej opisów dotyczących różnicy między bozonami a fermionami.

Podsumowanie - Bosons vs Fermions

Wszystkie znane nam cząstki można podzielić na dwie grupy jako bozony i fermiony, w oparciu o spin cząstek. Kluczowa różnica między bozonami a fermionami polega na tym, że bozony mają spin całkowity, podczas gdy fermiony mają spin całkowity o połowę.

Odniesienie:

1. „Klasyfikacja spinowa”. Klasyfikacja spinowa cząstek, Dostępny tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Symmetricwave2” Autor: TimothyRias - Praca własna (CC BY 3.0) za pośrednictwem Commons Wikimedia
2. „Asymmetricwave2” Autor: TimothyRias - Praca własna (CC BY 3.0) przez Commons Wikimedia