बोसोन और फ़र्मियन के बीच मुख्य अंतर यह है कि बोसॉन में पूर्णांक स्पिन होता है जबकि फ़र्मियन में आधा-पूर्णांक स्पिन होता है।
प्रकृति में जितने भी कण हम देखते हैं वे दो प्रकार के होते हैं जैसे बोसोन और फ़र्मियन। हम कणों के स्पिन के आधार पर कणों को इन दो समूहों में विभाजित कर सकते हैं। इसलिए, हम इसे "स्पिन वर्गीकरण" कहते हैं। सभी कणों में एक स्पिन या "आंतरिक कोणीय गति" होती है।
बोसोन क्या हैं?
बोसोन एक प्रकार के कण होते हैं जिनमें पूर्णांक घुमाव होता है। इसलिए, ये कण पाउली अपवर्जन सिद्धांत द्वारा विवश नहीं हैं। हम बोस-आइंस्टीन आँकड़ों का उपयोग करके इन कणों के ऊर्जा वितरण का वर्णन कर सकते हैं।
चित्र 01: बोसॉन का सममित तरंग कार्य
बोसोन के कुछ उदाहरणों में मौलिक कण जैसे फोटॉन, ग्लूऑन आदि शामिल हैं। इसमें प्राथमिक कण और मिश्रित कण, यानी मेसन दोनों शामिल हैं। इन कणों की एक महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि वे समान क्वांटम अवस्था में रहने वाले कणों की संख्या को सीमित नहीं करते हैं। इसी कारण से बोसॉन को "बल वाहक" कहा जाता है। इसके अलावा, वे गोंद के रूप में कार्य करते हैं जो मामले को एक साथ रखता है। इसके अलावा, वेव फंक्शन, जो बोसॉन के संग्रह का वर्णन करता है, समान कणों के आदान-प्रदान के संबंध में सममित होना चाहिए।
फर्मियन क्या हैं?
फर्मियन एक प्रकार के कण होते हैं जिनमें अर्ध-पूर्णांक स्पिन होता है। इसलिए, वे पाउली अपवर्जन सिद्धांत से विवश हैं।बोसॉन के विपरीत, दो फर्मियन एक ही समय में एक ही क्वांटम अवस्था पर कब्जा नहीं कर सकते। यदि कई फ़र्मियन में समान स्थानिक संभाव्यता वितरण होता है, तो कम से कम प्रत्येक फ़र्मियन का स्पिन एक दूसरे से अलग होता है। इसके अलावा, फ़र्मियन ऐसे कण होते हैं जो पदार्थ बनाते हैं।
चित्र 02: फ़र्मियन का एंटीसिमेट्रिक वेव फंक्शन
फर्मियन के उदाहरणों में इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन शामिल हैं। इसके अलावा, समान कणों के आदान-प्रदान के संबंध में तरंग फ़ंक्शन जो कि फ़र्मियन के संग्रह का वर्णन करता है, एंटीसिमेट्रिक होना चाहिए।
बोसोन और फ़र्मियन में क्या अंतर है?
बोसोन और फ़र्मियन कणों के दो समूह हैं। बोसॉन और फ़र्मियन के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि बोसॉन में एक पूर्णांक स्पिन होता है जबकि फ़र्मियन में एक आधा-पूर्णांक स्पिन होता है।इसके अलावा, बोसॉन का तरंग फलन सममित होता है जबकि फर्मियन का तरंग फलन प्रतिसममितीय होता है।
इसके अलावा, पाउली अपवर्जन सिद्धांत द्वारा बोसॉन कण विवश नहीं हैं, लेकिन फ़र्मियन हैं। इसके अलावा, एक ही क्वांटम अवस्था में, दो बोसॉन कण एक ही समय में रह सकते हैं, लेकिन फ़र्मियन एक ही समय में एक ही क्वांटम अवस्था पर कब्जा नहीं कर सकते। तो, यह भी बोसॉन और फ़र्मियन के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है। बोसॉन के कुछ उदाहरणों में फोटॉन, ग्लूऑन, हीलियम परमाणु आदि शामिल हैं, जबकि फ़र्मियन के उदाहरणों में इलेक्ट्रॉन, प्रोटॉन, क्वार्क, न्यूट्रॉन आदि शामिल हैं।
इन्फो-ग्राफिक नीचे बोसॉन और फ़र्मियन के बीच अंतर के बारे में अधिक विवरण दिखाता है।
सारांश – बोसॉन बनाम फ़र्मियन
हम जितने भी कणों को जानते हैं, उन्हें कणों के घूमने के आधार पर दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है, जैसे बोसॉन और फ़र्मियन। बोसॉन और फ़र्मियन के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि बोसॉन में पूर्णांक स्पिन होता है, जबकि फ़र्मियन में आधा-पूर्णांक स्पिन होता है।
