Razlika med Fermioni in Bozoni - Razlika Med

Razlika med Fermioni in Bozoni

Glavna razlika - Fermions vs Boson

V fiziki so delci razvrščeni v dve skupini glede na njihove lastnosti. Znani so kot fermioni in bozoni. Fermioni so spin-delci v spinu in se držijo načela izključitve Pauli. Toda bozoni so celi delci spinov, ki ne spoštujejo Paulijevega načela izključitve. V standardnem modelu, fermioni so temeljni delci snovi. Bozoni so po drugi strani nosilci sile. Jedra, ki imajo liho število nukleonov, so sestavljeni fermioni, medtem ko so jedra s sodim številom nukleonov kompozitni bozoni. Lastnosti fermionov in bozonov so zelo različne, zlasti pri temperaturah blizu absolutne ničle. Ta članek se osredotoča predvsem na razliko med fermioni in bozoni.

Kaj so Fermioni

Fermioni so pol-celi delci in jih opisuje Fermi-Diracova statistika. Spoštujejo načelo izključitve Pauli. Torej, dva enaka fermiona ne zasedeta istega kvantnega stanja hkrati.

V bistvu lahko fermione razvrstimo v dve skupini: osnovni in sestavljeni fermioni. Osnovni fermioni so leptoni (elektron, elektronski neutrino, muon, muon neutrino, tau in tau neutrino) in kvarki (navzgor, navzdol, vrh, dno, čudno in čar). Hadroni (nevtroni, protoni), ki vsebujejo liho število kvarkov, in jedra, narejena iz neparnega števila nukleonov (npr. antimaterija.


Kaj so Bozoni

Bozoni so identični delci, ki imajo nič ali celo število vrtljajev. Bozoni se lahko razvrstijo v dve skupini: osnovni bozoni in kompozitni bozoni. Za razliko od fermionov, bozoni ne spoštujejo Paulijevega izključitvenega načela. Z drugimi besedami, poljubno število bozonov lahko zasede isto kvantno stanje. Obnašanje bozonov je opisano v Bose-Einsteinovi statistiki. Standardni model sestavlja samo pet osnovnih bozonov. Gre namreč za Higgsov bozon, gluon, foton, Z in

Spin in električni naboj elementarnih bozonov je prikazan v naslednji tabeli.

Boson

Spin

Obtožiti

Interakcija

Z

1

0

Slab

W., W+

1

-, +

Slab

Foton

1

0

Elektromagnetno

Gluon

1

0

Močna

Graviton

2

0

Gravitacijsko

Higgs

0

0

Masa

Kompozitni delci; mezoni (vsebuje en kvark in eno antikvark) in jedra s celo masno številko (He- 4) so ​​kompozitni bozoni. Poleg tega so nekateri kvazi-delci, kot so koprni pari in fononi, prav tako šteti za bozone.

Obnašanje ali lastnosti bozonov pri nizkih temperaturah se bistveno razlikujejo od fermionov.Pri zelo nizkih temperaturah večina bozonov zaseda isto kvantno stanje. Torej plin bozonov lahko ohladimo temperature zelo blizu absolutne ničle, kjer skoraj vsi delci zavzemajo najnižje energetsko stanje. V tej fazi je kinetična energija plina zanemarljiva. Ta fizični pojav je znan kot Bose-Einsteinova kondenzacija. Superfluidnost plinov bozonov je posledica Bose-Einsteinove kondenzacije.


Razlika med Fermioni in Bozoni

Spin

Fermioni: Fermioni imajo pol-celo število vrtljajev.

Bozoni: Boonsi imajo integralno spin.

Princip izključitve Pauli:

Fermioni: Fermioni se držijo Paulijevega izključitvenega načela.

Bozoni: Bozoni ne spoštujejo Paulijevega načela izključitve.

Primeri:

Fermioni: Primeri so kvarkovi (šarm), leptoni (elektron).

Bozoni: Primeri vključujejo H0, Graviton, foton, gluon, Z, neutrini nimajo električnega naboja. Delci kvarkov imajo delne električne naboje.

Bozoni: Osnovni bozoni nimajo električnega naboja (razen W bozonov).

Sestavljeni jedri:

Fermioni: Fermioni vsebujejo liho število nukleonov.

Bozoni: Bozoni vsebujejo celo število nukleonov.