Pagrindinis skirtumas tarp bozonų ir fermionų yra tas, kad bozonų sukimasis yra sveikasis skaičius, o fermionai turi pusiau sveikąjį skaičių.
Visos dalelės, kurias stebime gamtoje, yra dviejų tipų: bozonai ir fermionai. Daleles galime suskirstyti į šias dvi grupes pagal dalelių sukimąsi. Todėl mes tai vadiname „sukimosi klasifikacija“. Visos dalelės turi sukimąsi arba „vidinį kampinį momentą“.
Kas yra bozonai?
Bosonai yra sveikųjų skaičių sukimosi dalelių tipas. Todėl šios dalelės nėra varžomos Pauli išskyrimo principo. Šių dalelių energijos pasiskirstymą galime apibūdinti naudodami Bose-Einstein statistiką.
01 pav.: Bozonų simetrinė banginė funkcija
Kai kurie bozonų pavyzdžiai apima pagrindines daleles, tokias kaip fotonai, gliuonai ir kt. Tai apima ir elementarias daleles, ir sudėtines daleles, t. y. mezonus. Viena svarbi šių dalelių savybė yra ta, kad jos neriboja dalelių, užimančių tą pačią kvantinę būseną, skaičiaus. Dėl šios priežasties bozonai vadinami „jėgos nešėjais“. Be to, jie veikia kaip klijai, laikantys medžiagą. Be to, bangų funkcija, apibūdinanti bozonų rinkinį, turi būti simetriška identiškų dalelių mainų atžvilgiu.
Kas yra Fermionai?
Fermionai yra dalelių tipas, turintis pusės sveikojo skaičiaus sukimąsi. Todėl juos riboja Pauli išskyrimo principas. Skirtingai nei bozonai, du fermionai negali vienu metu užimti tos pačios kvantinės būsenos. Jei keli fermionai turi tą patį erdvinį tikimybių pasiskirstymą, tai bent kiekvieno fermiono sukinys skiriasi vienas nuo kito. Be to, fermionai yra dalelės, sudarančios medžiagą.
02 pav.: Fermionų antisimetrinė bangų funkcija
Fermionų pavyzdžiai yra elektronai, protonai ir neutronai. Be to, bangų funkcija, apibūdinanti fermionų rinkinį, turi būti antisimetriška identiškų dalelių mainų atžvilgiu.
Kuo skiriasi bozonai ir fermionai?
Bosonai ir fermionai yra dvi dalelių grupės. Pagrindinis skirtumas tarp bozonų ir fermionų yra tas, kad bozonų sukimasis yra sveikasis skaičius, o fermionai turi pusės sveikojo skaičiaus sukimąsi. Be to, bozonų banginė funkcija yra simetriška, o fermionų – antisimetrinė.
Be to, bozonų dalelės nėra ribojamos Pauli išskyrimo principo, o fermionai yra ribojami. Be to, toje pačioje kvantinėje būsenoje dvi bozono dalelės gali užimti tuo pačiu metu, tačiau fermionai negali užimti tos pačios kvantinės būsenos tuo pačiu metu. Taigi, tai taip pat yra reikšmingas skirtumas tarp bozonų ir fermionų. Kai kurie bozonų pavyzdžiai yra fotonai, gliuonai, helio atomai ir kt., o fermionų pavyzdžiai apima elektronus, protonus, kvarkus, neutronus ir kt.
Žemiau informaciniame paveikslėlyje parodyta daugiau aprašymų apie skirtumą tarp bozonų ir fermionų.
Santrauka – Bosons vs Fermions
Visas mums žinomas daleles pagal dalelių sukimąsi galima suskirstyti į dvi grupes kaip bozonus ir fermionus. Pagrindinis skirtumas tarp bozonų ir fermionų yra tas, kad bozonų sukimasis yra sveikasis skaičius, o fermionai turi pusiau sveikąjį skaičių.
