Cara Membedakan Fermion dan Boson

Perbedaan Utama – Fermion vs Boson

Dalam fisika, partikel diklasifikasikan menjadi dua kelompok berdasarkan sifat-sifatnya. Mereka dikenal sebagai fermion dan boson. Fermion adalah spin setengah partikel dan mereka mematuhi Prinsip Pengecualian Pauli. Tetapi boson adalah partikel spin integer yang tidak mematuhi Prinsip Pengecualian Pauli. Dalam model standar, fermion adalah partikel dasar materi . Boson, di sisi lain, dianggap sebagai pembawa kekuatan. Inti yang memiliki jumlah nukleon ganjil adalah fermion komposit sedangkan inti yang memiliki jumlah nukleon genap adalah boson komposit. Sifat fermion dan boson sangat berbeda terutama pada suhu mendekati nol mutlak. Artikel ini terutama berfokus pada perbedaan antara fermion dan boson.

Yang perlu anda ketahui tentang Fermion?

Fermion adalah partikel setengah bilangan bulat dan dijelaskan oleh statistik Fermi-Dirac. Mereka mematuhi Prinsip Pengecualian Pauli. Jadi, dua fermion identik tidak menempati keadaan kuantum yang sama secara bersamaan.

Pada dasarnya, fermion dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok: fermion dasar dan komposit. Fermion dasar adalah lepton (elektron, elektron neutrino, muon, muon neutrino, tau, dan tau neutrino) dan quark (atas, bawah, atas, bawah, aneh dan pesona). Hadron ( neutron, proton ) yang mengandung jumlah quark ganjil, dan inti yang terbuat dari jumlah nukleon ganjil (Contoh: inti mengandung enam proton dan tujuh neutron) dianggap sebagai fermion komposit . Selain itu, atom seperti He-3 (mengandung dua proton, satu neutron, dan dua elektron) juga merupakan fermion komposit.

Fermion dasar adalah blok bangunan fundamental dari materi dan antimateri .

Yang perlu anda ketahui tentang boson?

Boson adalah partikel identik yang memiliki putaran nol atau bilangan bulat. Boson dapat dikategorikan menjadi dua kelompok: boson dasar dan boson komposit . Tidak seperti fermion, boson tidak mematuhi Prinsip Pengecualian Pauli. Dengan kata lain, sejumlah boson dapat menempati keadaan kuantum yang sama. Perilaku boson dijelaskan oleh statistik Bose-Einstein. Model standar hanya terdiri dari lima boson dasar. Mereka adalah Higgs boson, gluon, foton, Z dan boson. Boson Higgs memiliki muatan listrik nol dan putaran nol adalah satu-satunya boson skalar. Empat boson terakhir dikenal sebagai boson pengukur atau pembawa gaya karena mereka bertanggung jawab atas interaksi mendasar. Gluon bertanggung jawab atas interaksi kuat yang muncul antara partikel yang terbuat dari quark. Foton adalah boson pengukur yang paling dikenal dan bertanggung jawab atas interaksi elektromagnetik. Z dan membawa interaksi yang lemah. Selain itu, partikel perantara yang disebut graviton bertanggung jawab atas interaksi gravitasi. Namun, model standar tidak menyertakan graviton. Interaksi mendasar yang terkait dengan boson pengukur dijelaskan oleh teori pengukur.

Putaran dan muatan listrik dari boson unsurter ditunjukkan pada tabel berikut.

Partikel komposit; meson (mengandung satu quark dan satu antiquark), dan inti dengan nomor massa genap (He-4) adalah boson komposit. Selain itu, beberapa partikel kuasi seperti pasangan cooper dan fonon juga dianggap sebagai boson.

Perilaku atau sifat boson pada suhu rendah berbeda secara signifikan dari fermion. Pada suhu yang sangat rendah, sebagian besar boson menempati keadaan kuantum yang sama. Jadi gas boson dapat didinginkan pada suhu yang sangat dekat dengan nol mutlak, di mana hampir semua partikel menempati keadaan energy terendah. Pada tahap ini, energy kinetik gas diabaikan. Fenomena fisik ini dikenal sebagai kondensasi Bose-Einstein . Superfluiditas gas boson adalah konsekuensi dari kondensasi Bose-Einstein.

Perbedaan Antara Fermion dan Boson

Putaran

Fermion : Fermion memiliki putaran setengah bilangan bulat.

Boson : Boon memiliki putaran integral.

Prinsip Pengecualian Pauli:

Fermion : Fermion mematuhi prinsip pengecualian Pauli.

Bosons : Boson tidak mematuhi prinsip pengecualian Pauli.

Contoh:

Fermion : Contohnya termasuk Quark (pesona), lepton (elektron).

Boson : Contohnya termasuk H ⁰ , Graviton, foton, gluon, Z, .

Statistik:

Fermion : Sifat fermion dijelaskan oleh statistik Fermi-Dirac.

Boson : Sifat-sifat boson dijelaskan oleh statistik Bose-Einstein.

Muatan listrik partikel unsurter:

Fermion : Elektron, muon, dan tau adalah lepton yang bermuatan listrik. Tetapi neutrino mereka tidak memiliki muatan listrik. Partikel kuark memiliki muatan listrik fraksional.

Boson : Boson dasar tidak membawa muatan listrik (Kecuali boson W).

Inti Komposit:

Fermion: Fermion mengandung jumlah nukleon ganjil.

Boson: Boson mengandung jumlah nukleon genap.