Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


پرش به محتوا
ویکی‌پدیادانشنامهٔ آزاد
جستجو

بوزون

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
مدل استاندارد ذرات بنیادی، به همراه بوزون‌ها در ستون آخر جدول

درفیزیک ذرات،بوزون‌ها (انگلیسی:Boson) ذره‌هایی با عدد اسپین غیر کسری هستند که ازآمار بوز-اینشتین پیروی می‌کنند و بر اساس نامساتیندرا بوز نام‌گذاری شده‌اند.[۱][۲] در مقابل آن‌هافرمیون‌ها با عدد اسپینِ نیم-درست هستند که ازآمار فرمی-دیراک پیروی می‌کنند. بوزون‌ها برخلاف فرمیون‌ها از اصل پاولی پیروی نمی‌کنند و می‌توانند چندین بوزون هم‌زمان در یکحالت کوانتومی قرار گیرند.

بوزون‌ها ممکن است ساده و بنیادین باشند مانندفوتونها، یا مرکب باشند مثلمزونها. همهٔ بوزون‌ها دارایاسپین صحیح هستند؛ بر خلاف فرمیون‌ها که دارای اسپین نیم-صحیح هستند. این باقضیهٔ اسپین-آمار مطابقت دارد: درتئوری میدان کوانتوم نسبیتی ذره‌ها با اسپین صحیح بوزون هستند و ذره‌ها با اسپین نیمه صحیح فرمیون هستند.همهٔ بوزون‌ها ذرات مرکب‌اند به جز ۵ ذرهٔ بنیادی که درمدل استاندارد ذرات آمده‌اند:

بوزون‌های مرکب درابرشارگی و بعضی کاربردهای حالتچگالش بوز-انیشتین نقش دارند.

تعریف و ویژگی‌های بنیادین

[ویرایش]
تابع موج متقارن یک بوزون

بر اساس تعریف، بوزون‌ها ذره‌هایی هستند که از آمار بوز انیشتین پیروی می‌کنند. در یک سامانه کوانتومیِ دو-ذره، برای بوزون‌ها تابع موج سامانه متقارن است. به بیانی ساده و نه چندان درست، می‌شود گفت که وقتی جای ۲ بوزون با هم عوض شود،تابع موج سامانه نمی‌دگرد، در حالی کهفرمیون‌ها ازآمار فرمی-دیراک واصل طرد پاولی پیروی می‌کنند و برخلاف بوزون‌ها در یک سامانهٔ کوانتومی دو-ذره، تابع موج سامانه باید نامتقارن باشد به بیان ساده وقتی جای دو فرمیون عوض شود، تابع موج سامانه منفی خواهد شد.

ویژگی‌هایلیزرها ومیزرها (تقویت امواجمایکروویو)، ابرشارگی هلیوم-۴ و حالت چگالش بوز-انیشتین، همگی از اثر بوزون‌ها است.

نتیجه دیگر این است کهطیف یک گاز فوتونی درتعادل گرمایی، به شکل طیف ماکسول خواهد بود، مثل طیف تابشجسم سیاه یاتابش زمینهٔ کیهانی.

در همهٔنیروهایی که ما می‌شناسیم، کنش و واکنش‌های بوزون‌های مجازی وفرمیون‌های حقیقی دخیل هستند. بوزون‌هایی که در این تعامل‌ها شرکت می‌کنند، بوزون‌های پیمانه‌ای نامیده می‌شوند.

همهٔ ذره‌های بنیادین که ما می‌شناسیم یا بوزون هستند یا فرمیون. ذره‌ها با اسپین نیمه درست را فرمیون و ذره‌ها با اسپین درست بوزون‌ها هستند. درمکانیک کوانتومی این مشاهده کاملاً تجربی است در حالی که درمکانیک کوانتوم نسبیتی بنا به قضیهٔ اسپین-آمار، ذرات با اسپین نیمه صحیح نمی‌توانند بوزون و ذرات با اسپین صحیح نمی‌توانند فرمیون باشند.

در سامانه‌های بزرگ تفاوت میان آمار بوزونی و فرمیونی فقط در غلظت‌های بالا معلوم می‌شود. در غلظت‌های پایین، هر دو سیستم با دقت خوبی ازتوزیع ماکسول-بولتزمن پیروی می‌کنند.

بوزون‌های بنیادی

[ویرایش]

همهذرات بنیادی یا بوزون هستند یا فرمیون. بوزون‌های ساده یا بنیادی مشاهده شده، بوزون‌های پیمانه‌ای هستند مثلفوتون‌ها و بوزون‌های w, zوگلوئون.

در آخر، بسیاری از رویکردهایگرانش کوانتومی، حامل نیرویی برای گرانش در نظر می‌گیرند به نامگراویتون (graviton) که یک بوزون با اسپین ۲ است. وجود این ذره هنوز اثبات نشده‌است.

بوزون‌های مرکب

[ویرایش]

ذرات مرکب مثلهسته واتم می‌توانند بوزون یا فرمیون باشند، که بستگی به ترکیبات آن‌ها دارد. به‌طور دقیق به دلیل رابطه میان آمار و اسپین، ذراتی که تعداد زوجی از فرمیون‌ها را حمل می‌کند یک بوزون هستند تا وقتی که اسپین صحیح دارند.

مثال‌های دیگر شامل موارد زیر است:

  • یکمزون که شامل ۲ فرمیونکوارک است یک بوزون است.
  • هسته اتم کربن-۱۲ که شامل ۶پروتون و ۶نوترون است، یک بوزون است.
  • اتم هلیوم-۴ که تشکیل شده از ۲ پروتون و ۲نوترون و۲ الکترون، یک بوزون است.

تعدادی از بوزون‌ها از ذرات مرکب تشکیل شده‌اند مثلاً از ذرات ساده کهپتانسیل محدودی دارند و این که یک بوزون باشد یا فرمیون تأثیری ندارد.

منابع

[ویرایش]
  1. From X-rays to Quarks - Emilio Segre - W.H.Freeman & Company - San Francisco - 1980 - p98ISBN0-7167-1146-X
  2. Srednicki, Mark (2007).Quantum Field Theory. Cambridge University Press. pp. 28–29.ISBN 978-0-521-86449-7. Archived fromthe original on 25 July 2011. Retrieved9 November 2018.
  • Sakurai, J. J. (1967).Advanced Quantum Mechanics. Addison Wesley.ISBN0-201-06710-2
  • Srednicki, Mark (2007). Quantum Field Theory, Cambridge University Press,ISBN978-0-521-86449-7
  • en.wikipedia.com
بنیادی
فرمیون‌ها
کوارک‌ها
لپتون‌ها
بوزون‌ها
پیمانه‌ای
نرده‌ای
دیگر موارد
فرضی
ابرشریک‌ها
گواگینو‌ها
دیگر موارد
دیگر موارد
مرکب
هادرون‌ها
باریون‌ها /هیپرون‌ها
مزون‌ها /کوارکونیوم
دیگر موارد
فرضی
هادرون‌های
غیرعادی
باریون‌های غیرعادی
مزون‌های غیرعادی
دیگر موارد
شبه ذرات
فهرست‌ها
برگرفته از «https://fa.wikipedia.org/w/index.php?title=بوزون&oldid=38905101»
رده‌ها:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp