Разница между бозонами и фермионами

ключевое отличие между бозонами и фермионами в том, что бозоны имеют целочисленный спин, тогда как фермионы имеют полуцелый спин.

Все частицы, которые мы наблюдаем в природе, бывают двух типов: бозоны и фермионы. Мы можем разделить частицы на эти две группы, основываясь на спине частиц. Поэтому мы называем это «спиновой классификацией». Все частицы имеют спин или «собственный момент импульса».

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое бозоны 
3. Что такое фермионы
4. Сравнение бок о бок - бозоны против фермионов в табличной форме
5. Резюме

Что такое бозоны?

Бозоны - это тип частиц с целочисленным спином. Следовательно, эти частицы не ограничены принципом исключения Паули. Мы можем описать распределение энергии этих частиц, используя статистику Бозе-Эйнштейна..

Рисунок 01: Симметричная волновая функция бозонов

Некоторые примеры бозонов включают фундаментальные частицы, такие как фотоны, глюоны и т. Д. Он включает как элементарные частицы, так и составные частицы, то есть мезоны. Одной из важных характеристик этих частиц является то, что они не ограничивают количество частиц, которые занимают одно и то же квантовое состояние. По этой причине бозоны называются «носителями силы». Более того, они действуют как клей, который удерживает вещество вместе. Более того, волновая функция, описывающая набор бозонов, должна быть симметричной относительно обмена одинаковыми частицами..

Что такое Fermions??

Фермионы - это тип частиц с полуцелым спином. Следовательно, они ограничены принципом исключения Паули. В отличие от бозонов, два фермиона не могут одновременно занимать одно и то же квантовое состояние. Если несколько фермионов имеют одинаковое пространственное распределение вероятностей, то, по крайней мере, спин каждого фермиона отличается друг от друга. Кроме того, фермионы - это частицы, из которых состоит вещество..

Рисунок 02: Антисимметричная волновая функция фермионов

Примеры фермионов включают электроны, протоны и нейтроны. Кроме того, волновая функция, описывающая совокупность фермионов, должна быть антисимметричной по отношению к обмену одинаковыми частицами..

В чем разница между бозонами и фермионами?

Бозоны и фермионы - это две группы частиц. Ключевое различие между бозонами и фермионами состоит в том, что бозоны имеют целочисленный спин, тогда как фермионы имеют половину-целое вращение. Кроме того, волновая функция бозонов симметрична, а волновая функция фермионов антисимметрична.

Более того, бозонные частицы не ограничены принципом исключения Паули, а фермионы. Кроме того, в одном и том же квантовом состоянии две бозонные частицы могут занимать одновременно, но фермионы не могут одновременно занимать одно и то же квантовое состояние. Таким образом, это также существенная разница между бозонами и фермионами. Некоторые примеры бозонов включают фотоны, глюоны, атомы гелия и т. Д., В то время как примеры фермионов включают электроны, протоны, кварки, нейтроны и т. Д..

Ниже инфо-график показывает больше описаний относительно разницы между бозонами и фермионами.

Основная информация - Бозоны против Фермионов

Все частицы, которые мы знаем, можно разделить на две группы как бозоны и фермионы, основываясь на спине частиц. Ключевое различие между бозонами и фермионами состоит в том, что бозоны имеют целочисленный спин, тогда как фермионы имеют полуцелый спин.

Ссылка:

1. «Классификация спинов». Спиновая классификация частиц, Доступна здесь.

Изображение предоставлено:

1. «Symmetricwave2» от TimothyRias - собственная работа (CC BY 3.0) через Commons Wikimedia
2. «Asymmetricwave2» TimothyRias - собственная работа (CC BY 3.0) через Commons Wikimedia