פרמיונים ובוזונים

מאת סטיבן הולזנר

בהקבלה למומנטום זוויתי מסלולי, ניתן להניח כי Mעם רכיב ציר של ספין) יכול לקחת את הערכים - ס , - ס +1, ..., ס - 1, ו ס , איפה ס הוא המספר הקוונטי הספין הכולל. עבור אלקטרונים, הפיזיקאים אוטו שטרן וולטר גרלאך צפו בשני נקודות, כך שיש לך 2 ס + 1 = 2, כלומר ס = 1/2. ולכן, M יכול להיות +1/2 או –1/2. אז הנה המצבים העצמיים האפשריים של אלקטרונים במונחים של ספין:



image0.png

כך יש לכל החלקיקים התת אטומיים ס = 1/2? לא. להלן האפשרויות שלהם:

  • פרמיונים. בפיזיקה נקראים חלקיקים בעלי ספין שלם שלם פרמיונים . הם כוללים אלקטרונים, פרוטונים, נויטרונים וכן הלאה, אפילו קווארקים. לדוגמא, אלקטרונים, פרוטונים ונויטרונים מסתובבים ס = 1/2, ולחלקיקי דלתא יש ס = 3/2.



  • בוזונים. חלקיקים עם ספין שלם נקראים בוזונים . הם כוללים פוטונים, פי מזונים וכן הלאה; אפילו החלקיקים המשוערים המעורבים בכוח המשיכה, גרביטונים , אמורים להיות בעלי ספין שלם. לדוגמה, pi mesons יש ספין ס = 0, יש לפוטונים ס = 1, וכן הלאה.

    לחץ מתחת לצלע הימנית

אז עבור אלקטרונים, הספין עצמאי הוא

image1.png



עבור פוטונים, המצבים העצמיים הם | 1, 1>, | 1, 0> ו- | 1, –1>.

לכן, המצבים העצמיים האפשריים תלויים בחלקיק איתו אתה עובד.