A principal diferença entre bósons e férmions é que os bósons têm spin inteiro enquanto os férmions têm spin meio inteiro.
Todas as partículas que observamos na natureza vêm em dois tipos como bósons e férmions. Podemos dividir as partículas nesses dois grupos com base no spin das partículas. Por isso, chamamos isso de “classificação de spin”. Todas as partículas têm um spin ou “momento angular intrínseco”.
O que são bósons?
Bosons são um tipo de partículas com spin inteiro. Portanto, essas partículas não são restritas pelo princípio de exclusão de Pauli. Podemos descrever a distribuição de energia dessas partículas usando a estatística de Bose-Einstein.
Figura 01: Função de Onda Simétrica dos Bósons
Alguns exemplos de bósons incluem partículas fundamentais, como fótons, glúons, etc. Inclui partículas elementares e partículas compostas, ou seja, mésons. Uma característica importante dessas partículas é que elas não restringem o número de partículas que ocupam o mesmo estado quântico. Os bósons são chamados de “portadores de força” devido a esse motivo. Além disso, eles agem como a cola que mantém a matéria unida. Além disso, a função de onda, que descreve uma coleção de bósons, deve ser simétrica em relação à troca de partículas idênticas.
O que são férmions?
Férmions são um tipo de partículas com spin semi-inteiro. Portanto, eles são limitados pelo princípio de exclusão de Pauli. Ao contrário dos bósons, dois férmions não podem ocupar o mesmo estado quântico ao mesmo tempo. Se vários férmions têm a mesma distribuição de probabilidade espacial, então pelo menos o spin de cada férmion é diferente um do outro. Além disso, férmions são partículas que compõem a matéria.
Figura 02: Função de onda antisimétrica dos férmions
Exemplos de férmions incluem elétrons, prótons e nêutrons. Além disso, a função de onda que descreve uma coleção de férmions deve ser antisimétrica em relação à troca de partículas idênticas.
Qual é a diferença entre bósons e férmions?
Bosons e férmions são dois grupos de partículas. A principal diferença entre bósons e férmions é que os bósons têm um spin inteiro, enquanto os férmions têm um spin meio inteiro. Além disso, a função de onda dos bósons é simétrica enquanto a função de onda dos férmions é antisimétrica.
Além disso, as partículas dos bósons não são restringidas pelo Princípio de Exclusão de Pauli, mas os férmions são. Além disso, no mesmo estado quântico, duas partículas de bóson podem ocupar ao mesmo tempo, mas os férmions não podem ocupar o mesmo estado quântico ao mesmo tempo. Portanto, essa também é uma diferença significativa entre bósons e férmions. Alguns exemplos para bósons incluem fótons, glúons, átomos de hélio, etc. enquanto para férmions exemplos incluem elétrons, prótons, quarks, nêutrons, etc.
Abaixo o infográfico mostra mais descrições sobre a diferença entre bósons e férmions.
Resumo – Bósons vs Férmions
Todas as partículas que conhecemos podem ser divididas em dois grupos como bósons e férmions, com base no spin das partículas. A principal diferença entre bósons e férmions é que os bósons têm spin inteiro, enquanto os férmions têm spin meio inteiro.
