Разлика между бозони и фермиони

Най- ключова разлика между бозоните и фермионите е това бозоните имат цяло число спин, докато фермионите имат половин цяло число.

Всички частици, които наблюдаваме в природата, се предлагат в два вида като бозони и фермиони. Можем да разделим частиците на тези две групи въз основа на въртенето на частиците. Следователно, ние го наричаме „спин класификация“. Всички частици имат въртене или „присъщ ъглов импулс“.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво са бозони 
3. Какво представляват Фермионите
4. Паралелно сравнение - Бозони срещу Фермиони в таблична форма
5. Резюме

Какво са бозони?

Бозоните са вид частици с цяло число на въртене. Следователно тези частици не се ограничават от принципа на изключване на Паули. Можем да опишем разпределението на енергията на тези частици, използвайки статистиката на Бозе-Айнщайн.

Фигура 01: Симетрична вълнова функция на бозоните

Някои примери за бозони включват фундаментални частици като фотони, глуони и др. Тя включва както елементарни частици, така и композитни частици, т.е. мезони. Една важна характеристика на тези частици е, че те не ограничават броя на частиците, които заемат едно и също квантово състояние. Поради тази причина бозоните се наричат ​​„носители на сила“. Освен това те действат като лепилото, което държи материята заедно. Освен това вълновата функция, която описва колекция от бозони, трябва да е симетрична по отношение на обмена на идентични частици.

Какво представляват Фермионите?

Фермионите са вид частици с въртене на полуцело. Следователно те са ограничени от принципа на изключване на Паули. За разлика от бозоните, два фермиона не могат да заемат едно и също квантово състояние едновременно. Ако множеството фермиони имат едно и също пространствено разпределение на вероятността, тогава поне въртенето на всеки фермион е различно един от друг. Нещо повече, фермионите са частици, които съставляват материята.

Фигура 02: Антисиметрична вълнова функция на фермионите

Примерите за фермионите включват електрони, протони и неутрони. Освен това вълновата функция, която описва колекция от фермиони, трябва да бъде антисиметрична по отношение на обмена на идентични частици.

Каква е разликата между бозоните и фермионите?

Бозоните и фермионите са две групи частици. Ключовата разлика между бозоните и фермионите е, че бозоните имат цяло число на въртене, докато фермионите имат половина-цяло число завъртане. Освен това вълновата функция на бозоните е симетрична, докато вълновата функция на фермионите е антисиметрична.

Освен това частиците на бозоните не са ограничени от принципа на изключване на Паули, а са фермионите. Освен това, в едно и също квантово състояние, две частици бозон могат да заемат едновременно, но фермионите не могат да заемат едно и също квантово състояние едновременно. Така че това също е съществена разлика между бозоните и фермионите. Някои примери за бозони включват фотони, глюони, хелиеви атоми и др., Докато за фермионите примерите включват електрони, протони, кварки, неутрони и т.н..

По-долу инфо-графиката показва повече описания относно разликата между бозоните и фермионите.

Обобщение - Бозони срещу Фермиони

Всички частици, които познаваме, могат да бъдат разделени на две групи като бозони и фермиони, въз основа на въртенето на частици. Ключовата разлика между бозоните и фермионите е, че бозоните имат цяло число спин, докато фермионите имат половин цяло число.

справка:

1. „Класификация на завъртанията.“ Спиново класифициране на частиците, Налични тук.

С любезност на изображенията:

1. „Symmetricwave2“ от TimothyRias - Собствена работа (CC BY 3.0) през Commons Wikimedia
2. „Асиметрична вълна2” от ТимотейРас - Собствена работа (CC BY 3.0) през Wikimedia на Commons