Boson

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg

Bosoner er den ene af to grundlæggende kategorier af partikler. Bosoner har spin - en kvantemekanisk størrelse blandt kvantetallene - der er heltallige i modsætning til fermionernes, den anden kategori, spin, der er i halve tal. Bosoner ligger ikke under for Paulis udelukkelsesprincip, og flere ens bosoner kan således have samme kvantetilstand[1] - dette kan beskrives med Bose-Einstein-statistik.[2]

Mange af de kraftbærende partikler er bosoner såsom fotonen, der står for den elektromagnetiske kraft.

Kvantemekanisk definition[redigér | redigér wikikode]

Det definerende for en bosoner er, at det ikke gør noget forskel, hvis de ombyttes. Betragtes et system af to bosoner, kan systemet have en samlet bølgefunktion \psi(r_1,r_2), som afhænger af de to partiklers position r_1 og r_2. Er disse partikler identiske vil en ombytning, så bølgefunktionen bliver \psi(r_2,r_1), ikke gøre nogen fysisk forskel. Dvs. at sandsynlighedstæthedsfunktionen \rho, hvor man kan forvente at finde partiklerne, forbliver uændret. Da

\rho=|\psi|^2

må det altså gælde, at

|\psi(r_1,r_2)|^2=|\psi(r_2,r_1)|^2

Det giver to muligheder:

\psi(r_1,r_2)=\pm\psi(r_2,r_1)

Bosoner er defineret ved at have det positive fortegn, men fermioner har de negative. Man siger, at bosoners paritet er lige. Eftersom en samlet bølgefunktion for flere partikler er produktet af bølgefunktionerne af de enkelte partikler, kan man vise, at to partikler godt kan eksisterer i samme tilstand. Der betyder nemlig, at:

\psi(r_1)\psi(r_2)=\psi(r_2)\psi(r_1)

Det ses, at ligheden altid vil gælde. I kontrast vil den for fermioner være:

\psi(r_1)\psi(r_2)=-\psi(r_2)\psi(r_1)

Denne lighed vil kun gælde, hvis mindst én af bølgefunktionerne er nul, hvilket betyder, at den pågældende partikel ikke eksisterer. Fermioner kan altså ikke optage samme tilstand.

Bosoner[redigér | redigér wikikode]

Fodnoter[redigér | redigér wikikode]

  1. Petersen, Jens Lyng. Den Store Danske: "boson". Udgivet af Gyldendal. Sidst opdateret: 29.1.2009. Besøgt d. 6.2.2013 (Internet)
  2. The Higgs Boson, Science 338, 2012, side 1558
  3. Petersen, Jens Lyng. Den Store Danske: "meson". Udgivet af Gyldendal. Sidst opdateret: 1.2.2009. Besøgt d. 6.2.2013 (Internet)
Fysik Stub
Denne artikel om fysik er kun påbegyndt. Hvis du ved mere om emnet, kan du hjælpe Wikipedia ved at udvide den.