费米子(fermions)和玻色子(bosons)的区别

在物理学中,粒子根据其性质分为两类。它们被称为费米子和玻色子。费米子是自旋半粒子,遵循泡利不相容原理。但是玻色子是不服从泡利不相容原理的整数自旋粒子。在标准模型中,费米子是物质的基本粒子。另一方面,玻色子被认为是力的载体。具有奇数个核子的核是复合费米子,而具有偶数个核子的核是复合玻色子。费米子和玻色子的性质非常不同,特别是在接近绝对零度的温度下。本文主要讨论费米子和玻色子的区别。...

主差费米子(main difference fermi***) vs. 玻色子(boson)

在物理学中,粒子根据其性质分为两类。它们被称为费米子和玻色子。费米子是自旋半粒子,遵循泡利不相容原理。但是玻色子是不服从泡利不相容原理的整数自旋粒子。在标准模型中,费米子是物质的基本粒子。另一方面,玻色子被认为是力的载体。具有奇数个核子的核是复合费米子,而具有偶数个核子的核是复合玻色子。费米子和玻色子的性质非常不同,特别是在接近绝对零度的温度下。本文主要讨论费米子和玻色子的区别。

什么是费米子(fermi***)?

费米子是半整数粒子,由费米-狄拉克统计描述。它们遵循泡利不相容原理。所以,两个相同的费米子不会同时占据相同的量子态。

Basically, fermi*** can be classified into two groups: elementary and composite fermi***. Elementary fermi*** are lept*** (electron, electron neutrino, muon, muon neutrino, tau, and tau neutrino) and quarks (up, down, top, bottom, strange and charm). Hadr*** (neutr***, prot***) containing an odd number of quarks, and nuclei made of an odd number of nucle*** (Ex:  nuclei contain six prot*** and seven neutr***) are c***idered to be composite fermi***. In addition, atoms such as He-3 (contain two prot***, one neutron, and two electr***) are also composite fermi***.

基本费米子是物质和反物质的基本组成部分。

费米子(fermi***)和玻色子(bos***)的区别

什么是玻色子(bos***)?

Bos*** are identical particles having zero or integer spins. Bos*** can be categorized into two groups: elementary bos*** and composite bos***. Unlike fermi***, bos*** do not obey the Pauli Exclusion Principle. In other words, any number of bos*** can occupy the same quantum state. Behaviors of bos*** are described by the Bose-Einstein statistics. The standard model only c***ists of five elementary bos***. They are namely the Higgs boson, gluon, photon, Z and  bos***. The Higgs boson have zero electric charge and zero spin is the only scalar boson. The last four bos*** are known as gauge bos*** or force carriers as they are resp***ible for fundamental interacti***. The gluon is resp***ible for the strong interaction that appears between particles made of quarks. Photon is the most familiar gauge boson and is resp***ible for electromagnetic interacti***. Z and  carry weak interaction. In addition, the mediating particle called graviton is resp***ible for the gravitational interaction. However, the standard model does not include the graviton. The fundamental interacti*** associated with the gauge bos*** are described by the gauge theory. 

费米子(fermi***)和玻色子(bos***)的区别

基本玻色子的自旋和电荷如下表所示。

   玻色子 旋转 充电  相互作用
   Z 1 0 软弱的
   W–,W+ 1 -, + 软弱的
   光子 1 0 电磁的
   胶子 1 0 强壮的
   引力子 2 0 万有引力的
   希格斯粒子 0 0 质量

复合粒子;介子(包含一个夸克和一个反夸克)和偶数质量核(He-4)是复合玻色子。此外,一些准粒子如库珀对和声子也被认为是玻色子。

玻色子在低温下的行为或性质与费米子有很大的不同。在非常低的温度下,大多数玻色子占据相同的量子态。所以玻色子气体可以在非常接近绝对零度的温度下冷却,几乎所有的粒子都处于最低能量状态。在这个阶段,气体的动能可以忽略不计。这种物理现象被称为玻色-爱因斯坦凝聚。玻色子气体的超流性是玻色-爱因斯坦凝聚的结果。

费米子(fermi***)和玻色子(bos***)的区别

费米子(fermi***)和玻色子(bos***)的区别

旋转

费米子:费米子有半整数自旋。

玻色子:恩有积分自旋。

泡利不相容原理:

费米子:费米子服从泡利不相容原理。

玻色子:玻色子不服从泡利不相容原理。

示例:

费米子:例子包括夸克(魅力),轻子(电子)。

Bos***: Examples include H0, Graviton, photon, gluon, Z, .

统计数据:

费米子:费米子的性质由费米-狄拉克统计量描述。

玻色子:玻色子的性质由玻色-爱因斯坦统计描述。

基本粒子的电荷:

费米子:电子、μ子和τ是带电轻子。但是它们的中微子没有电荷。夸克粒子带有分数电荷。

玻色子:基本玻色子不带电荷(W玻色子除外)。

复合核:

费米子:费米子包含奇数个核子。

Bos***: Bos*** contain an even number of nucle***.费米子(fermi***)和玻色子(bos***)的区别

  • 发表于 2021-06-27 20:56
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  • 分类:科学

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