Ключовата разлика между бозоните и фермионите е, че бозоните имат цяло число, докато фермионите имат половин цяло число.
Всички частици, които наблюдаваме в природата, се предлагат в два вида като бозони и фермиони. Можем да разделим частиците на тези две групи въз основа на спина на частиците. Затова го наричаме „спин класификация“. Всички частици имат спин или „собствен ъглов момент“.
Какво представляват бозоните?
Бозоните са вид частици с цяло число. Следователно тези частици не са ограничени от принципа на изключване на Паули. Можем да опишем енергийното разпределение на тези частици с помощта на статистиката на Бозе-Айнщайн.
Фигура 01: Симетрична вълнова функция на бозоните
Някои примери за бозони включват фундаментални частици като фотони, глуони и т.н. Това включва както елементарни частици, така и съставни частици, т.е. мезони. Една важна характеристика на тези частици е, че те не ограничават броя на частиците, които заемат едно и също квантово състояние. Поради тази причина бозоните се наричат „носители на сила“. Освен това те действат като лепило, което държи материята заедно. Освен това вълновата функция, която описва набор от бозони, трябва да бъде симетрична по отношение на обмена на идентични частици.
Какво са Фермиони?
Фермионите са вид частици с полуцяло спин. Следователно те са ограничени от принципа на изключване на Паули. За разлика от бозоните, два фермиона не могат да заемат едно и също квантово състояние по едно и също време. Ако множество фермиони имат едно и също пространствено разпределение на вероятностите, тогава поне спинът на всеки фермион е различен един от друг. Освен това фермионите са частици, които изграждат материята.
Фигура 02: Антисиметрична вълнова функция на фермиони
Примерите за фермиони включват електрони, протони и неутрони. Освен това, вълновата функция, която описва колекция от фермиони, трябва да бъде антисиметрична по отношение на обмена на идентични частици.
Каква е разликата между бозони и фермиони?
Бозоните и фермионите са две групи частици. Ключовата разлика между бозоните и фермионите е, че бозоните имат цяло число, докато фермионите имат полуцяло число. Освен това, вълновата функция на бозоните е симетрична, докато вълновата функция на фермионите е антисиметрична.
Освен това, бозонните частици не са ограничени от принципа на изключване на Паули, но фермионите са. Освен това, в едно и също квантово състояние две бозонни частици могат да заемат едновременно, но фермионите не могат да заемат едно и също квантово състояние по едно и също време. Така че това също е съществена разлика между бозоните и фермионите. Някои примери за бозони включват фотони, глуони, хелиеви атоми и т.н., докато примерите за фермиони включват електрони, протони, кварки, неутрони и т.н.
По-долу инфографиката показва още описания относно разликата между бозони и фермиони.
Резюме – бозони срещу фермиони
Всички частици, които познаваме, могат да бъдат разделени на две групи като бозони и фермиони, въз основа на спина на частиците. Ключовата разлика между бозоните и фермионите е, че бозоните имат цяло число, докато фермионите имат полуцяло число.
