Бозондар мен фермиондардың негізгі айырмашылығы бозондарда бүтін спин болса, фермиондарда жартылай бүтін спин болады.
Табиғатта біз байқайтын барлық бөлшектер бозондар және фермиондар болып екі түрлі болады. Бөлшектердің спиніне қарай бөлшектерді осы екі топқа бөлуге болады. Сондықтан біз оны «айналдыру классификациясы» деп атаймыз. Барлық бөлшектерде спин немесе «ішкі бұрыштық импульс» болады.
Бозондар дегеніміз не?
Бозондар – бүтін спині бар бөлшектердің бір түрі. Сондықтан бұл бөлшектер Паули алып тастау принципімен шектелмейді. Біз Бозе-Эйнштейн статистикасы арқылы бұл бөлшектердің энергиясының таралуын сипаттай аламыз.
01-сурет: Бозондардың симметриялық толқындық функциясы
Бозондардың кейбір мысалдарына фотондар, глюондар және т.б. сияқты іргелі бөлшектер жатады. Ол элементар бөлшектерді де, композициялық бөлшектерді де, яғни мезондарды қамтиды. Бұл бөлшектердің маңызды сипаттамаларының бірі - олар бірдей кванттық күйді алатын бөлшектердің санын шектемейді. Бозондар осы себепті «күш тасымалдаушылар» деп аталады. Сонымен қатар, олар затты біріктіретін желім ретінде әрекет етеді. Сонымен қатар бозондар жиынтығын сипаттайтын толқындық функция бірдей бөлшектердің алмасуына қатысты симметриялы болуы керек.
Фермиондар дегеніміз не?
Фермиондар – жартылай бүтін спині бар бөлшектердің бір түрі. Сондықтан олар Паулиді алып тастау принципімен шектеледі. Бозондардан айырмашылығы, екі фермион бір уақытта бір кванттық күйде бола алмайды. Егер бірнеше фермиондардың кеңістіктік ықтималдық үлестірімі бірдей болса, онда кем дегенде әрбір фермионның спинінің бір-бірінен айырмашылығы болады. Сонымен қатар, фермиондар затты құрайтын бөлшектер болып табылады.
02-сурет: Фермиондардың антисимметриялық толқындық функциясы
Фермиондарға мысалдар электрондарды, протондарды және нейтрондарды қамтиды. Сонымен қатар, фермиондар жиынтығын сипаттайтын толқындық функция бірдей бөлшектердің алмасуына қатысты антисимметриялық болуы керек.
Бозондар мен фермиондардың айырмашылығы неде?
Бозондар мен фермиондар бөлшектердің екі тобы. Бозондар мен фермиондардың басты айырмашылығы бозондарда бүтін спин, ал фермиондарда жартылай бүтін спин бар. Сонымен қатар бозондардың толқындық функциясы симметриялы, ал фермиондардың толқындық функциясы антисимметриялық.
Сонымен қатар бозон бөлшектері Паули алып тастау принципімен шектелмейді, бірақ фермиондар. Бұдан басқа, бір кванттық күйде екі бозон бөлшектері бір уақытта орналаса алады, бірақ фермиондар бір уақытта бір кванттық күйде бола алмайды. Сонымен, бұл бозондар мен фермиондар арасындағы айтарлықтай айырмашылық. Бозондарға фотондар, глюондар, гелий атомдары және т.б. жатады. Ал фермиондарға электрондар, протондар, кварктар, нейтрондар және т.б. жатады.
Төмендегі инфографикада бозондар мен фермиондар арасындағы айырмашылыққа қатысты қосымша сипаттамалар берілген.
Қорытынды – Бозондар мен Фермиондар
Біз білетін барлық бөлшектерді бөлшектердің спиніне қарай бозондар және фермиондар деп екі топқа бөлуге болады. Бозондар мен фермиондардың негізгі айырмашылығы бозондарда бүтін спин, ал фермиондарда жартылай бүтін спин болады.
