Klíčový rozdíl mezi bosony a fermiony je v tom, že bosony mají celočíselný spin, zatímco fermiony mají poloviční rotaci.
Všechny částice, které pozorujeme v přírodě, se vyskytují ve dvou typech jako bosony a fermiony. Částice můžeme rozdělit do těchto dvou skupin na základě rotace částic. Proto tomu říkáme „klasifikace spinů“. Všechny částice mají rotaci neboli „vnitřní moment hybnosti“.
Co jsou bosony?
Bosony jsou typem částic s celočíselným spinem. Proto tyto částice nejsou omezeny Pauliho vylučovacím principem. Distribuci energie těchto částic můžeme popsat pomocí Bose-Einsteinovy statistiky.
Obrázek 01: Funkce symetrických vln bosonů
Některé příklady bosonů zahrnují základní částice, jako jsou fotony, gluony atd. Zahrnuje jak elementární částice, tak složené částice, tj. mezony. Jednou z důležitých vlastností těchto částic je, že neomezují počet částic, které zaujímají stejný kvantový stav. Z tohoto důvodu se bosonům říká „nosiče síly“. Navíc fungují jako lepidlo, které drží hmotu pohromadě. Navíc vlnová funkce, která popisuje soubor bosonů, musí být symetrická s ohledem na výměnu identických částic.
Co jsou fermiony?
Fermiony jsou typem částic s polovičním spinem. Proto jsou omezeni Pauliho vylučovacím principem. Na rozdíl od bosonů nemohou dva fermiony zaujímat stejný kvantový stav současně. Pokud má více fermionů stejné rozložení prostorové pravděpodobnosti, pak se alespoň spin každého fermionu od sebe liší. Navíc fermiony jsou částice, které tvoří hmotu.
Obrázek 02: Antisymetrická vlnová funkce fermionů
Příklady fermionů zahrnují elektrony, protony a neutrony. Navíc vlnová funkce, která popisuje sbírku fermionů, musí být antisymetrická s ohledem na výměnu identických částic.
Jaký je rozdíl mezi bosony a fermiony?
Bosony a fermiony jsou dvě skupiny částic. Klíčový rozdíl mezi bosony a fermiony je v tom, že bosony mají celočíselný spin, zatímco fermiony mají poloviční celočíselný spin. Navíc vlnová funkce bosonů je symetrická, zatímco vlnová funkce fermionů je antisymetrická.
Navíc, bosonové částice nejsou omezeny Pauliho vylučovacím principem, ale fermiony ano. Kromě toho ve stejném kvantovém stavu mohou dvě bosonové částice obsadit současně, ale fermiony nemohou obsadit stejný kvantový stav ve stejnou dobu. To je také významný rozdíl mezi bosony a fermiony. Některé příklady bosonů zahrnují fotony, gluony, atomy helia atd., zatímco příklady fermionů zahrnují elektrony, protony, kvarky, neutrony atd.
Níže uvedená infografika ukazuje další popisy týkající se rozdílu mezi bosony a fermiony.
Shrnutí – bosony vs fermiony
Všechny částice, které známe, lze na základě rotace částic rozdělit do dvou skupin jako bosony a fermiony. Klíčový rozdíl mezi bosony a fermiony je v tom, že bosony mají celočíselný spin, zatímco fermiony mají polocelý spin.
