Բոզոնների և ֆերմիոնների հիմնական տարբերությունն այն է, որ բոզոններն ունեն ամբողջ թվով սպին, մինչդեռ ֆերմիոններն ունեն կես ամբողջ թվի սպին:
Բոլոր մասնիկները, որոնք մենք դիտարկում ենք բնության մեջ, լինում են երկու տեսակի՝ բոզոններ և ֆերմիոններ: Մենք կարող ենք մասնիկները բաժանել այս երկու խմբերի՝ ելնելով մասնիկների սպինից։ Հետևաբար, մենք այն անվանում ենք «սպինի դասակարգում»: Բոլոր մասնիկներն ունեն պտույտ կամ «ներքին անկյունային իմպուլս»:
Ի՞նչ են բոզոնները:
Բոզոնները ամբողջ թվով սպին ունեցող մասնիկների տեսակ են։ Հետևաբար, այս մասնիկները սահմանափակված չեն Պաուլիի բացառման սկզբունքով: Մենք կարող ենք նկարագրել այս մասնիկների էներգիայի բաշխումը Բոզե-Էյնշտեյնի վիճակագրության միջոցով։
Նկար 01. Բոզոնների սիմետրիկ ալիքային ֆունկցիա
Բոզոնների որոշ օրինակներ ներառում են հիմնարար մասնիկներ, ինչպիսիք են ֆոտոնները, գլյուոնները և այլն: Այն ներառում է ինչպես տարրական, այնպես էլ կոմպոզիտային մասնիկներ, այսինքն՝ մեզոններ: Այս մասնիկների կարևոր հատկանիշն այն է, որ նրանք չեն սահմանափակում նույն քվանտային վիճակը զբաղեցնող մասնիկների թիվը։ Այդ պատճառով բոզոնները կոչվում են «ուժի կրիչներ»: Ավելին, նրանք գործում են որպես սոսինձ, որը միավորում է նյութը։ Ավելին, ալիքային ֆունկցիան, որը նկարագրում է բոզոնների հավաքածուն, պետք է սիմետրիկ լինի նույնական մասնիկների փոխանակման նկատմամբ։
Ինչ են Fermions?
Ֆերմիոնները կիսաամբողջ թվով սպին ունեցող մասնիկների տեսակ են։ Հետեւաբար, նրանք կաշկանդված են Պաուլիի բացառման սկզբունքով։Ի տարբերություն բոզոնների, երկու ֆերմիոնները չեն կարող միաժամանակ զբաղեցնել նույն քվանտային վիճակը։ Եթե մի քանի ֆերմիոններ ունեն նույն տարածական հավանականության բաշխումը, ապա առնվազն յուրաքանչյուր ֆերմիոնի սպինը տարբերվում է միմյանցից։ Ավելին, ֆերմիոնները մասնիկներ են, որոնք կազմում են նյութը:
Նկար 02. Ֆերմիոնների հակասիմետրիկ ալիքային ֆունկցիա
Ֆերմիոնների օրինակները ներառում են էլեկտրոնները, պրոտոնները և նեյտրոնները: Ավելին, ալիքային ֆունկցիան, որը նկարագրում է ֆերմիոնների հավաքածուն, պետք է հակասիմետրիկ լինի նույնական մասնիկների փոխանակման նկատմամբ։
Ո՞րն է տարբերությունը բոզոնների և ֆերմիոնների միջև:
Բոզոնները և ֆերմիոնները մասնիկների երկու խումբ են: Բոզոնների և ֆերմիոնների հիմնական տարբերությունն այն է, որ բոզոններն ունեն ամբողջ թվով սպին, մինչդեռ ֆերմիոններն ունեն կես ամբողջ թվով սպին:Ավելին, բոզոնների ալիքային ֆունկցիան սիմետրիկ է, մինչդեռ ֆերմիոնների ալիքային ֆունկցիան հակասիմետրիկ է։
Ավելին, բոզոնների մասնիկները սահմանափակված չեն Պաուլիի բացառման սկզբունքով, բայց ֆերմիոնները սահմանափակված են: Բացի դրանից, նույն քվանտային վիճակում երկու բոզոնի մասնիկ կարող են միաժամանակ զբաղեցնել, բայց ֆերմիոնները չեն կարող միաժամանակ զբաղեցնել նույն քվանտային վիճակը։ Այսպիսով, սա նաև էական տարբերություն է բոզոնների և ֆերմիոնների միջև: Բոզոնների որոշ օրինակներ ներառում են ֆոտոններ, գլյուոններ, հելիումի ատոմներ և այլն, մինչդեռ ֆերմիոնների օրինակները ներառում են էլեկտրոններ, պրոտոններ, քվարկներ, նեյտրոններ և այլն:
Ստորև ինֆոգրաֆիկան ցույց է տալիս ավելի շատ նկարագրություններ բոզոնների և ֆերմիոնների միջև տարբերության վերաբերյալ:
Ամփոփում – Բոզոններ ընդդեմ Ֆերմիոնների
Բոլոր մեզ հայտնի մասնիկները կարելի է բաժանել երկու խմբի՝ բոզոններ և ֆերմիոններ՝ հիմնվելով մասնիկների պտույտի վրա: Բոզոնների և ֆերմիոնների հիմնական տարբերությունն այն է, որ բոզոններն ունեն ամբողջ թվային սպին, մինչդեռ ֆերմիոնները ունեն կես ամբողջ թվի սպին:
