بوزون

در فیزیک ذرات بوزون ها ذرات زیر اتمی هستند که از آمار بوز - اینشتین تبعیت میکنند. بوزون ها بر اساس نام ساتیندرا بوز و آلبرت اینشتین نام گذاری شده اند . در مقابل انها فرمیون ها هستند که از امار فرمی - دیراک تبعیت میکنند. چندین بوزون می توانند حالت کوانتومی مشابهی را اشغال کنند، بنا براین بوزون هایی با انرژی یکسان میتوانند مکان مشابهی را در فضا اشغال نمایند. بنابراین بوزون ها اغلب ذراتی هستند که حاملین نیرو هستند در حالیکه فرمیون ها معمولاً بخش اصلی ماده می باشند .
بوزون ها ممکن است ساده و مقدماتی باشند مثل فوتون ها یا مرکب باشند مثل مزون ها . همهٔ بوزون ها دارای اسپین صحیح هستند؛ بر خلاف فرمیون ها که دارای اسپین نیمه صحیح هستند . این مطابق است با قضیه اسپین - آمار که به این صورت بیان میشود :در تئوری میدان کوانتوم نسبیتی ذرات با اسپین صحیح بوزون هستند و ذرات با اسپین نیمه صحیح فرمیون هستند. بیشتر بوزون ها ذرات مرکب هستند. در مدل استاندارد ۵ بوزون وجود دارد که مقدماتی هستند :
۴ بوزون شاخص
( γ • g • W± • Z )
۱ بوزون هیگز
( H۰ )
بر خلاف بوزون های شاخص، بوزون های هیگز هنوز به طور تجربی مشاهده نشده اند. بوزون های مرکب در ابر شارگی و بعضی کاربردهای حالت چگالیدهٔ بوز - انیشتین مهم هستند .
محتویات [نمایش]
تعریف و ویژگی های اساسی [ویرایش]
بر اساس تعریف، بوزون ها ذراتی هستند که از آمار بوز انیشتین تبعیت میکنند. وقتی جای ۲ بوزون با هم عوض میشود، تابع موج سیستم تغییری نمیکند در حالیکه فرمیون ها از آمار فرمی - دیراک و اصل طرد پاولی تبعیت میکنند.
خصوصیات لیزرها و میزرها ( تقویت امواج میکرو ویو ) ، ابر شاره هلیوم - ۴ و حالت چگالیدهٔ بوز - انیشتین، همگی از اثرات بوزون ها هستند.
نتیجه دیگر این است که اسپکتروم یک فوتونگازی شکل، در تعادل دما، پلانک - اسپکتروم نامیده میشود. مثل تابش جسم سیاه یا تابش زمینه کیهانی.
در همه نیروهایی که ما می شناسیم، فعل وانفعال های بوزون های مجازی وفرمیون ها ی حقیقی تعامل اساسی نامیده میشود. بوزون هایی که در این تعامل ها شرکت میکنند، بوزون های پیمانه ای نامیده میشوند.
همهٔ ذرات مقدماتی که ما میشناسیم یا بوزون هستند یا فرمیون، که بنا به اسپین آنها : ذرات با اسپین نیمه صحیح را فرمیون و ذرات با اسپین صحیح بوزون ها هستند. در کوانتوم مکانیکی این مشاهده کاملا تجربی است در حالیکه در کوانتوم نسبیتی بنا به قضیه اسپین - آمار، ذرات با اسپین نیمه صحیح نمی توانند بوزون و ذرات با اسپین صحیح نمی توانند فرمیون باشند.
در سیستم های بزرگ تفاوت میان تعداد بوزون ها و فرمیون ها فقط در غلظت های بالا معلوم میشود.
بوزون های مقدماتی [ویرایش]
همه ذرات بنیادی یا بوزون هستند یا فرمیون . بوزون های ساده یا مقدماتی مشاهده شده، بوزون های پیمانه ای هستند مثل فوتون ها و بوزون های w ، zو گلوئون .
فوتون ها حامل نیروی میدان مغناطیسی هستند.
بوزون هایz w، حامل نیروهای ضعیف هسته ای هستند.
گلوئون حامل نیروی بنیادین ( نیروی قوی هسته ای ) هستند.
در آخر، بسیاری از رویکردهای گرانش کوانتومی نیرویی برای گرانش در نظر می گیرد به نام graviton که یک بوزون با اسپین ۲ است .
بوزون های مرکب [ویرایش]
ذرات مرکب مثل هسته و اتم می توانند بوزون یا فرمیون باشند، که بستگی به ترکیبات آنها دارد به طور دقیق به دلیل رابطه میان تعداد و اسپین، ذراتی که تعداد زوجی از فرمیون ها را حمل می کند یک بوزون هستند تا وقتی که اسپین صحیح دارند .
مثال های دیگر شامل موارد زیر است:
یک مزون که شامل ۲ فرمیون کوارک است یک بوزون است.
هسته اتم کربن - ۱۲ که شامل ۶ پروتون و ۶ نوترون است، یک بوزون است.
اتم هلیوم - ۴ که تشکیل شده از ۲ پروتون و ۲نوترون و۲ الکترون، یک بوزون است .
تعدادی از بوزون ها از ذرات مرکب تشکیل شده اند مثلا از ذرات ساده که پتانسیل محدودی دارند و این که یک بوزون باشد یا فرمیون تاثیری ندارد.
منابع [ویرایش]
Sakurai, J. J. ( 1967 ) . Advanced Quantum Mechanics. Addison Wesley. ISBN 0 - 201 - 06710 - 2
Srednicki, Mark ( 2007 ) . Quantum Field Theory, Cambridge University Press, ISBN 978 - 0 - 521 - 86449 - 7
en. wikipedia. com
[نهفتن]
ن • ب • و
ذرات بنیادی در فیزیک
ذرات بنیادی اولیه
فرمیون ها: کوارک ها: u • d • s • c • b • t • لپتون ها: ν
e • ν
e • ν
μ • ν
μ • ν
τ • ν
τ • e - • e+ • μ - • μ+ • τ - • τ+
بوزون ها: بوزون های تبادلگر نیرو: γ • g • W± • Z0
دیگر: ارواح
ذرات ترکیبی
هادرون ها: باریون ها ( فهرست ) /هیپرون/هسته: p • n • Δ • Λ • Σ • Ξ • Ω • Ξb • مزون ها ( فهرست ) /کوارکونیوم ها: π • K • ρ • J/ψ • Υ
رده های صفحه: ذرات بنیادی فیزیک اتمی فیزیک ماده چگال فیزیک نوین مفاهیم بنیادین فیزیک نظریه میدان
قس عربی
تصنف جمیع الجسیمات الأولیة باعتبارها بوزونات أو فرمیونات. یمکن للبوزونات أن تشکل حالات کمومیة مرکبة متناظرة کلیا، ونتیجة لذلک فهی تخضع لإحصاء بوز - أینشتاین . تقول مبرهنة إحصائیات العزم المغزلی للجسیمات الأولیة أن البوزونات یجب أن تملک عزما مغزلیا صحیحا، کما أن البوزونات هی الجسیمات الوحیدة القادرة على شغل نفس الحالة الکمومیة لنظام منها .
النموذج القیاسی لأنواع الجسیمات الاولیة ، ومن ضمنها البوزون جوج وهو فی العمود الیمینی من الشکل .
[عدل]الفرق بین البوزونات و الفرمیونات
تتبع الفرمیونات إحصاء فیرمی دیراک ، حیث لا یمکن لأکثر من فرمیون واحد أن یحتلوا نفس الحالة الکمومیة . مثال على الفرمیونات نجده فی الإلکترون . وتشغل الإلکترونات مستویات طاقة مختلفة فی الذرة مکونة الأغلفة والمدارات حول نواة الذرة . ولا یمکن بصفة عامة لإثنین أو أکثر من الإلکترونات شغل نفس مستوی الطاقة ( الکمومی ) فی . . .