玻色子是什么

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/07 00:40:41
玻色子是什么

玻色子是什么
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玻色子是什么
玻色子(boson),得名于印度物理学家玻色..玻色子是指自旋为整数的粒子.不遵守泡利不相容原理.在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚.符合玻色-爱因斯坦统计:由全同玻色子组成的孤立系统,处于热平衡时,分布在能级εi的粒子数为,Ni=gi/(e^(α+βεi)-1) .α为拉格朗日乘子、β=1/(kT),由体系温度,粒子密度和粒子质量决定.εi为能级i的能量,gi为能级的简并度.
  遵从玻色-爱因斯坦统计的微观粒子.玻色子的自旋为0或整数,例如光子、π介子等.由玻色子或偶数个费米子组成的复合粒子的自旋也是0或整数 ,因而它们也是玻色子,
  玻色子包括:.胶子 - 强相互作用的媒介粒子,自旋为1,有8种;光子 - 电磁相互作用的媒介粒子,自旋为1,只有1种 .这些基本粒子在宇宙中的“用途”可以这样表述:构成实物的粒子(轻子和重子)和传递作用力的粒子(光子、介子、胶子、W和Z玻色子).在这样的一个量子世界里,所有的成员都有标定各自基本特性的四种量子属性:质量、能量、磁矩和自旋.
  这四种属性当中,自旋的属性是最重要的,它把不同种粒子王国分成截然不同的两类,就好像这个世界上因为性别将人类分成了男人和女人一样意义重大.粒子的自旋不像地球自转那样是连续的,而是一跳一跳地旋转着的.根据自旋倍数的不同,科学家把基本粒子分为玻色子和费米子两大类.费米子是像电子一样的粒子,有半整数自旋(如1/2,3/2,5/2等);而玻色子是像光子一样的粒子,有整数自旋(如0,1,2等).
  这种自旋差异使费米子和玻色子有完全不同的特性.没有任何两个费米子能有同样的量子态:它们没有相同的特性,也不能在同一时间处于同一地点;而玻色子却能够具有相同的特性.
  基本粒子中所有的物质粒子都是费米子,是构成物质的原材料(如轻子中的电子、组成质子和中子的夸克、中微子);而传递作用力的粒子(光子、介子、胶子、W和Z玻色子)都是玻色子.

在微观世界,有一类粒子称为玻色子,如光子、粒子、氢原子等,它们具有整数自旋(0,1,……),它们的能量状态只能取不连续的量子态,但允许多个玻色子占有同一种状态。
玻色子(boson),得名于印度物理学家玻色.。玻色子[1] (boson) 是依随玻色-爱因斯坦统计,自旋为整数的粒子。不遵守泡利不相容原理。在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。 符合玻色-爱因斯坦统计:由全同玻色子组成的孤立...

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在微观世界,有一类粒子称为玻色子,如光子、粒子、氢原子等,它们具有整数自旋(0,1,……),它们的能量状态只能取不连续的量子态,但允许多个玻色子占有同一种状态。
玻色子(boson),得名于印度物理学家玻色.。玻色子[1] (boson) 是依随玻色-爱因斯坦统计,自旋为整数的粒子。不遵守泡利不相容原理。在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚。 符合玻色-爱因斯坦统计:由全同玻色子组成的孤立系统,处于热平衡时,分布在能级εi的粒子数为,Ni=gi/(e^(α+βεi)-1) 。α为拉格朗日乘子、β=1/(kT),由体系温度,粒子密度和粒子质量决定。εi为能级i的能量,gi为能级的简并度。   遵从玻色-爱因斯坦统计的微观粒子。玻色子的自旋为0或整数,例如光子、π介子等。由玻色子或偶数个费米子组成的复合粒子的自旋也是0或整数 ,因而它们也是玻色子。
 量子场论表明,粒子之间的基本相互作用是通过交换某种粒子来传递的,即基本相互作用都是由媒介粒子传递的,这类媒介粒子统称为规范玻色子。传递引力相互作用的媒介子是引力子g,是引力场量子,它是自旋为2的零质量粒子。希格斯粒子和引力子,是理论上被预言而在实验中尚未得到存在的直接证据的两个粒子。
  希格斯玻色子假想图
胶子 - 强相互作用的媒介粒子,自旋为1,有8种,胶子是传递夸克之间色相互作用的媒介粒子,是“色场”的量子。两个不同色状态的夸克通过胶子紧密地结合在一起,所以胶子必定是双色的。   光子 - 电磁相互作用的媒介粒子,自旋为1,只有1种 。g和中间玻色子(w+、w-及z0 )分别是电磁相互作用和弱相互作用的媒介子,在电弱统一理论中,这四种粒子都是电弱作用的场量子,它们都是零质量的粒子。但是由于对称性的破缺,只有一种媒介子(g光子)保持了零质量,而其他三种获得了巨大的质量。致使对称性破缺的机制,称为希格斯(higgs)机制。所以理论上确信,必定还存在一种被称为希格斯粒子的粒子。这些基本粒子在宇宙中的“用途”可以这样表述:构成实物的粒子(轻子和重子)和传递作用力的粒子(光子、介子、胶子、W和Z玻色子)。在这样的一个量子世界里,所有的成员都有标定各自基本特性的四种量子属性:质量、能量、磁矩和自旋。

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