Nøgleforskellen mellem bosoner og fermioner er, at bosoner har heltals spin, mens fermioner har halvt heltals spin.
Alle de partikler, vi observerer i naturen, findes i to typer som bosoner og fermioner. Vi kan opdele partiklerne i disse to grupper baseret på partiklernes spin. Derfor kalder vi det "spinklassifikation". Alle partikler har et spin eller "iboende vinkelmomentum".
Hvad er bosoner?
Bosoner er en type partikler med heltalsspin. Derfor er disse partikler ikke begrænset af Pauli-udelukkelsesprincippet. Vi kan beskrive energifordelingen af disse partikler ved hjælp af Bose-Einstein-statistikker.
Figur 01: Symmetrisk bølgefunktion af bosoner
Nogle eksempler på bosoner omfatter fundamentale partikler såsom fotoner, gluoner osv. Det omfatter både elementarpartikler og sammensatte partikler, dvs. mesoner. En vigtig egenskab ved disse partikler er, at de ikke begrænser antallet af partikler, der indtager den samme kvantetilstand. Bosoner kaldes "kraftbærere" af denne grund. Desuden fungerer de som limen, der holder sagen sammen. Desuden skal bølgefunktionen, som beskriver en samling af bosoner, være symmetrisk med hensyn til udvekslingen af identiske partikler.
Hvad er fermioner?
Fermioner er en type partikler med et halvt heltals spin. Derfor er de begrænset af Pauli-udelukkelsesprincippet. I modsætning til bosoner kan to fermioner ikke indtage den samme kvantetilstand på samme tid. Hvis flere fermioner har den samme rumlige sandsynlighedsfordeling, så er i det mindste spin af hver fermion forskellig fra hinanden. Desuden er fermioner partikler, der udgør stoffet.
Figur 02: Antisymmetrisk bølgefunktion af fermioner
Eksempler på fermioner omfatter elektroner, protoner og neutroner. Ydermere skal bølgefunktionen, der beskriver en samling af fermioner, være antisymmetrisk med hensyn til udvekslingen af identiske partikler.
Hvad er forskellen mellem bosoner og fermioner?
Bosoner og fermioner er to grupper af partikler. Den vigtigste forskel mellem bosoner og fermioner er, at bosoner har et heltals spin, mens fermioner har et halvt heltals spin. Desuden er bølgefunktionen af bosoner symmetrisk, mens bølgefunktionen af fermioner er antisymmetrisk.
Desuden er bosonpartikler ikke begrænset af Pauli-eksklusionsprincippet, men fermioner er det. Bortset fra det, i samme kvantetilstand, kan to bosonpartikler optage på samme tid, men fermioner kan ikke indtage den samme kvantetilstand på samme tid. Så dette er også en væsentlig forskel mellem bosoner og fermioner. Nogle eksempler på bosoner omfatter fotoner, gluoner, heliumatomer osv., mens eksempler for fermioner inkluderer elektroner, protoner, kvarker, neutroner osv.
Infografikken nedenfor viser flere beskrivelser af forskellen mellem bosoner og fermioner.
Oversigt – Bosons vs Fermions
Alle de partikler, vi kender, kan opdeles i to grupper som bosoner og fermioner, baseret på partiklernes spin. Den vigtigste forskel mellem bosoner og fermioner er, at bosoner har heltals spin, hvorimod fermioner har et halvt heltals spin.
