Erinevus bosonite ja fermioonide vahel

võtme erinevus bosside ja fermioonide vahel on see bosonitel on täisarv, kuid fermioonidel on täisarv.

Kõik osakesed, mida me looduses vaatleme, on kahte tüüpi: bossid ja fermioonid. Osakesed saame nende osakeste spinni põhjal jagada kahte rühma. Seetõttu kutsume seda “spinnide klassifitseerimiseks”. Kõigil osakestel on spinn või sisemine nurkkiirus.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on bosonid 
3. Mis on fermioonid
4. Kõrvuti võrdlus - tabelitena Bosons vs Fermions
5. Kokkuvõte

Mis on bosonid??

Bossonid on täisarvuga osakeste tüüp. Seetõttu ei piira neid osakesi Pauli välistamise põhimõte. Nende osakeste energiajaotust saame kirjeldada Bose-Einsteini statistika abil.

Joonis 01: Bossonite sümmeetriline lainefunktsioon

Mõned bosonide näited hõlmavad selliseid põhiosakesi nagu footonid, glüoonid jne. See hõlmab nii elementaarseid osakesi kui ka komposiitosakesi, st mesone. Nende osakeste üks oluline omadus on see, et nad ei piira osakeste arvu, mis hõivavad sama kvant oleku. Bossoneid kutsutakse sel põhjusel “jõu kandjateks”. Pealegi toimivad need liimina, mis hoiab asja kokku. Lisaks peab bosoonide kogumit kirjeldav lainefunktsioon olema identsete osakeste vahetuse suhtes sümmeetriline.

Mis on Fermionid?

Fermioonid on osakeste tüüp, mille spinn on pool täisarv. Seetõttu piirab neid Pauli tõrjutuse põhimõte. Erinevalt bosonidest ei saa kaks fermiooni hõivata sama kvant olekut korraga. Kui mitmel fermioonil on sama ruumiline tõenäosusjaotus, siis on vähemalt iga fermioni spinn teineteisest erinev. Veelgi enam, fermioonid on osakesed, mis moodustavad asja.

Joonis 02: Fermioonide antisümmeetriline lainefunktsioon

Fermioonide näideteks on elektronid, prootonid ja neutronid. Lisaks peab fermioonide kogumit kirjeldav lainefunktsioon olema identste osakeste vahetuse suhtes antisümmeetriline.

Mis vahe on bossonitel ja fermionidel??

Bossonid ja fermioonid on kaks osakeste rühma. Bosoonide ja fermioonide peamine erinevus on see, et bosonitel on täisarv, kuid fermioonidel on pool-täisarv spin. Lisaks on bosside lainefunktsioon sümmeetriline, samas kui fermioonide lainefunktsioon on antisümmeetriline.

Lisaks ei piira Pauli välistamise põhimõte bosoni osakesi, vaid fermioonid on. Peale selle võivad samas kvant olekus kaks bosoni osakest hõivata samal ajal, kuid fermioonid ei saa samal kvant olekus samal ajal asuda. Niisiis, see on ka oluline erinevus bosside ja fermioonide vahel. Mõned bosonide näited hõlmavad footoneid, glüoone, heeliumi aatomeid jne, fermioonide näideteks on elektronid, prootonid, kvargid, neutronid jne..

Allpool info-graafik näitab rohkem kirjeldusi bosonide ja fermioonide erinevuse kohta.

Kokkuvõte - Bosons vs Fermions

Kõik osakesed, mida me teame, saab osakeste spinni põhjal jagada kahte rühma - bossideks ja fermioonideks. Bosoonide ja fermioonide peamine erinevus on see, et bosonitel on täisarv, kuid fermioonidel on täisarv.

Viide:

1. “Spin Classification”. Osakeste keerdklassifikatsioon, Saadaval siin.

Pilt viisakalt:

1. TimothyRias “Symmetricwave2” - Enda töö (CC BY 3.0) Commons Wikimedia kaudu
2. TimothyRias “Asymmetricwave2” - Enda töö (CC BY 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu