Бозон ба фермионы гол ялгаа нь бозонууд бүхэл тоотой, харин фермионууд хагас бүхэл тоотой байдагт оршино.
Байгалиас бидний ажиглаж буй бүх бөөмс нь бозон, фермион гэсэн хоёр төрөлтэй. Бид бөөмсийг эдгээр хоёр бүлэгт бөөмсийн эргэлт дээр үндэслэн хувааж болно. Тиймээс бид үүнийг "эргэлтийн ангилал" гэж нэрлэдэг. Бүх бөөмс нь спин буюу "дотоод өнцгийн импульс"-тэй байдаг.
Бозон гэж юу вэ?
Бозон нь бүхэл тоогоор эргэх тоосонцортой бөөмсийн төрөл юм. Тиймээс эдгээр бөөмс нь Паули хасагдах зарчмаар хязгаарлагдахгүй. Бид эдгээр бөөмсийн энергийн тархалтыг Бозе-Эйнштейний статистик ашиглан тодорхойлж болно.
Зураг 01: Бозоны тэгш хэмт долгионы функц
Бозонуудын зарим жишээнд фотон, глюон гэх мэт үндсэн бөөмс багтана. Үүнд энгийн бөөмс болон нийлмэл бөөмс, жишээ нь мезон зэрэг орно. Эдгээр бөөмсийн нэг чухал шинж чанар нь ижил квант төлөвийг эзэлдэг бөөмсийн тоог хязгаарладаггүй явдал юм. Энэ шалтгааны улмаас бозонуудыг "хүч тээвэрлэгч" гэж нэрлэдэг. Түүгээр ч барахгүй тэдгээр нь асуудлыг хамтад нь байлгадаг цавууны үүрэг гүйцэтгэдэг. Түүнчлэн бозонуудын цуглуулгыг дүрсэлсэн долгионы функц нь ижил хэсгүүдийн солилцооны хувьд тэгш хэмтэй байх ёстой.
Фермион гэж юу вэ?
Фермионууд нь хагас бүхэл тоо ээрэх нэг төрлийн бөөмс юм. Тиймээс тэд Паули гадуурхах зарчмаар хязгаарлагддаг. Бозонуудаас ялгаатай нь хоёр фермион нь нэг квант төлөвийг нэгэн зэрэг эзэлж чадахгүй. Хэрэв олон фермионы орон зайн магадлалын тархалт ижил байвал фермион бүрийн эргэлт нь бие биенээсээ ялгаатай байна. Түүнээс гадна, фермионууд нь бодисыг бүрдүүлдэг бөөмс юм.
Зураг 02: Фермионуудын тэгш хэмийн эсрэг долгионы функц
Фермионуудын жишээнд электрон, протон, нейтрон орно. Цаашилбал, фермионы цуглуулгыг дүрсэлсэн долгионы функц нь ижил хэсгүүдийн солилцооны эсрэг тэгш хэмтэй байх ёстой.
Бозон ба фермионуудын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Бозон ба фермион нь бөөмсийн хоёр бүлэг юм. Бозон ба фермионы гол ялгаа нь бозонууд бүхэл тоотой, харин фермионууд хагас бүхэл тоотой байдаг. Цаашилбал, бозоны долгионы функц нь тэгш хэмтэй, харин фермионы долгионы функц нь тэгш хэмийн эсрэг байна.
Түүнээс гадна бозоны тоосонцор Паули хасалтын зарчмаар хязгаарлагдахгүй, харин фермионууд хязгаарлагддаг. Үүнээс гадна ижил квант төлөвт хоёр бозоны бөөмс нэгэн зэрэг байж болох ч фермионууд нэг квант төлөвийг нэгэн зэрэг эзэлж чадахгүй. Тиймээс энэ нь бозон ба фермионуудын хоорондох мэдэгдэхүйц ялгаа юм. Бозоны зарим жишээнд фотон, глюон, гелийн атом гэх мэт, харин фермионы жишээнд электрон, протон, кварк, нейтрон гэх мэт орно.
Доорх мэдээллийн графикт бозон ба фермионы ялгааны талаарх дэлгэрэнгүй тайлбарыг харуулав.
Хураангуй – Бозон ба Фермион
Бидний мэдэх бүх бөөмсийг бөөмсийн спин дээр үндэслэн бозон ба фермион гэж хоёр бүлэгт хувааж болно. Бозон ба фермионы гол ялгаа нь бозонууд бүхэл тоотой, харин фермионууд хагас бүхэл тоотой байдаг.
