Der Hauptunterschied zwischen Bosonen und Fermionen besteht darin, dass Bosonen einen ganzzahligen Spin haben, während Fermionen einen halbzahligen Spin haben.
Alle Teilchen, die wir in der Natur beobachten, kommen in zwei Arten vor: Bosonen und Fermionen. Wir können die Teilchen basierend auf dem Spin der Teilchen in diese zwei Gruppen einteilen. Daher nennen wir es „Spin-Klassifizierung“. Alle Teilchen haben einen Spin oder „Eigendrehimpuls“.
Was sind Bosonen?
Bosonen sind Teilchen mit ganzzahligem Spin. Daher unterliegen diese Partikel nicht dem Pauli-Ausschlussprinzip. Wir können die Energieverteilung dieser Teilchen mithilfe der Bose-Einstein-Statistik beschreiben.
Abbildung 01: Symmetrische Wellenfunktion von Bosonen
Einige Beispiele für Bosonen umfassen Elementarteilchen wie Photonen, Gluonen usw. Es umfasst sowohl Elementarteilchen als auch zusammengesetzte Teilchen, dh Mesonen. Eine wichtige Eigenschaft dieser Teilchen ist, dass sie die Anzahl der Teilchen, die denselben Quantenzustand einnehmen, nicht einschränken. Bosonen werden aus diesem Grund „Kraftträger“genannt. Außerdem wirken sie wie der Klebstoff, der die Materie zusammenhält. Außerdem muss die Wellenfunktion, die eine Ansammlung von Bosonen beschreibt, symmetrisch zum Austausch identischer Teilchen sein.
Was sind Fermionen?
Fermionen sind Teilchen mit halbzahligem Spin. Daher unterliegen sie dem Pauli-Ausschlussprinzip. Im Gegensatz zu Bosonen können zwei Fermionen nicht gleichzeitig denselben Quantenzustand einnehmen. Wenn mehrere Fermionen die gleiche räumliche Wahrscheinlichkeitsverteilung haben, dann ist zumindest der Spin jedes Fermions voneinander verschieden. Außerdem sind Fermionen Teilchen, aus denen die Materie besteht.
Abbildung 02: Antisymmetrische Wellenfunktion von Fermionen
Beispiele für Fermionen sind Elektronen, Protonen und Neutronen. Außerdem muss die Wellenfunktion, die eine Ansammlung von Fermionen beschreibt, antisymmetrisch in Bezug auf den Austausch identischer Teilchen sein.
Was ist der Unterschied zwischen Bosonen und Fermionen?
Bosonen und Fermionen sind zwei Gruppen von Teilchen. Der Hauptunterschied zwischen Bosonen und Fermionen besteht darin, dass Bosonen einen ganzzahligen Spin haben, während Fermionen einen halbzahligen Spin haben. Außerdem ist die Wellenfunktion von Bosonen symmetrisch, während die Wellenfunktion von Fermionen antisymmetrisch ist.
Außerdem unterliegen Bosonenteilchen nicht dem Pauli-Ausschlussprinzip, wohl aber Fermionen. Abgesehen davon können im selben Quantenzustand zwei Bosonenteilchen gleichzeitig einnehmen, aber Fermionen können nicht denselben Quantenzustand gleichzeitig einnehmen. Dies ist also auch ein signifikanter Unterschied zwischen Bosonen und Fermionen. Einige Beispiele für Bosonen umfassen Photonen, Gluonen, Heliumatome usw., während Beispiele für Fermionen Elektronen, Protonen, Quarks, Neutronen usw. umfassen.
Die folgende Infografik zeigt weitere Beschreibungen zum Unterschied zwischen Bosonen und Fermionen.
Zusammenfassung – Bosonen vs. Fermionen
Alle Teilchen, die wir kennen, können basierend auf dem Spin der Teilchen in zwei Gruppen eingeteilt werden: Bosonen und Fermionen. Der Hauptunterschied zwischen Bosonen und Fermionen besteht darin, dass Bosonen einen ganzzahligen Spin haben, während Fermionen einen halbzahligen Spin haben.
