玻色子和费米子

​玻色子和费米子是什么?二者的区别是什么？ 0

BY 质心姐姐 ON 2019年7月10日科普

我们所处的宇宙非常精彩，具有无限的神秘感。或许令人费解的是，宇宙学家想要探索大宇宙的奥秘，那么必须从研究微观粒子世界开始。在微观粒子世界中，“玻色子”和“费米子”是经常出现在粒子物理学中的两个术语。没有专攻物理学的人可能说不出它们是什么。今天我们就来了解下吧。

费米子是什么?

在一组用相同粒子组成的体系中，如果该体系中的量子态只能容纳一个粒子，那么该粒子被称为费米子，并且不可能出现两个或更多个费米子处于相同的量子态中。

1937年，量子力学兴起，一位著名的物理学家提出了这种特殊粒子的概念。后来，经过长时间的研究，证实费米子确实存在，对于量子力学来说，这是一个相对伟大的发现，它具有更重要的意义。

费米子的提出者

恩利克·费米出生于1901年，是一位着名的物理学家，并且还获得了诺贝尔物理学奖。他在理论和实验方面都有自己的独特之处，在所有现代物理学家中，这也是一个相对厉害的人物。

费米子的作用和基本属性

2004年，国际知名的联合研究小组发现了物质的第六种形态，即费米子凝聚态。这是一个让人们更好地了解物质世界的新思路，也具有更重要的意义，并将很快成为一项非常重要的科技成果。

每个费米子单独存在，不可能具有相同的量子态，并且其聚集一直被认为是不可能的。但物理学家已经发现了一种好办法，可以将费米子转换为玻色子，这也为更好地研究创造费米子凝聚态提供了更好的基础。

费米子和玻色子之间的区别

我们处在一个美好的世界，有许多秘密在等待探索，这也让很多人感到困惑。许多人不断探索宇宙，但更多的人开始从微观世界中学习。

玻色子这个这个名字来自印度物理学家萨特延德拉·纳特·玻色，而费米子也是来自著名的意大利物理学家恩里科·费米。在微观世界中，内部的许多微小粒子并不是不可变的。粒子自旋就是其中一个比较重要奇特的性质。

所谓的粒子自旋是粒子在自转，与地球的自转是相似的。但是，不同的粒子自旋区别也是比较大的，物理学家将不同自旋的粒子分成两种。一种自旋是整数(比如0、±1、±2,…)被称为玻色子，另外一些自旋是半整数(比如±1/2、±3/2、±5/2…)，称为费米子。



标准模型中的基本粒子，都已经被发现。夸克和轻子都属于费米子。(图片来源：E.Siegel)

玻色子和费米子分别是什么?

玻色子是一种具有一定弹性的粒子，光子就是生活中最常见的玻色子，它们同时进入一个小盒子里，不会把盒子装满也不会有什么阻力，只要持续做这个动作就可以了。



费米子和玻色子不同，费米子有很强的排外性，即使是同类也是如此，如果他们有了自己的空间，他们也不会让其他费米子靠近自己，把费米子放在一个盒子里，他们最终会填满这个盒子。

费米子的排列规律对当今世界产生了深远的影响，甚至于化学这门重要学科也因此确立，而且至今仍然扮演着更重要的作用。

结论：无论是玻色子还是费米子在当前物理学中都有重要作用，让人们更好地了解微观世界和物理学，同时也为人们的生活提供更多的需要