Բոզոն

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
1rightarrow blue.svg Անվան այլ գործածումների համար տես՝ Բոզոն (այլ կիրառումներ)
Բոզոն
Ենթադաս Q1621273?
Q45789?
Տարրական մասնիկների Ստանդարտ մոդելը. վերջին սյունակում տրամաչափային բոզոններն են։

Տարրական մասնիկների ֆիզիկայում բոզոնը ներատոմային մասնիկների երկու հիմնարար դասերից մեկն է (մյուսը ֆերմիոնն է)։ Բոզոնը նկարագրվում է Բոզե-Այնշտայնի վիճակագրությամբ։ Այս դասի մեջ ընդգրկված են ֆոտոնը, գլյուոնը և Հիգսի բոզոնը։ Բոզոն անվանումը գալիս է հնդիկ ֆիզիկոս Շատենդրանատ Բոզեի անունից[1]։

Բոզոնի հատկությունները[խմբագրել]

Բոզոնը հակադրվում է Ֆերմի-Դիրակի վիճակագրությանը ենթարկվող ֆերմիոնին։ Համաձայն Պաուլիի սկզբունքի` երկու կամ ավելի ֆերմիոններ չեն կարող միաժամանակ զբաղեցնել միևնույն քվանտային վիճակը։ Ի հակադրություն դրա, կամայական թվով բոզոններ կարող են գտնվել միևնույն քվանտային վիճակում։

Քանի որ միևնույն էներգիան ունեցող բոզոնները կարող են տարածության մեջ գտնվել միևնույն վայրում, բոզոնը հաճախ հանդես է գալիս որպես ուժը կրող մասնիկ, մինչդեռ ֆերմիոնը ներկայացնում է նյութը (չնայած քվանտային ֆիզիկայում չկա հստակ սահման այս երկու հասկացությունների միջև):

Բոզոն կարող է լինել տարրական մասնիկը, ինչպիսին ֆոտոնն է, բոզոն կարող է լինել նաև բաղադրյալ մասնիկը, ինչպիսին մեզոնն է։

Բոլոր բոզոններն ունեն ամբողջ սպին` ի տարբերություն կիսաամբողջ սպին ունեցող ֆերմիոնների։ Բոզոնների մեծ մասը բաղադրյալ մասնիկներ են։ Տարրական մասնիկներ են հետևյալ վեց բոզոնները`

Ֆոտոնը էլեկտրամագնիսական դաշտի քվանտն է։ W և Z բոզոնները մասնակցում են թույլ փոխազդեցությանը։ Գլյուոնները մասնակցում են ուժեղ փոխազդեցությանը։ Ի տարբերություն տրամաչափային բոզոնների, գրավիտոնը և Հիգսի բոզոնը դեռևս փորձնականորեն չեն հայտնաբերվել[2]։

Բացառությամբ W± բոզոնների, մյուս տարրական բոզոնները էլեկտրաչեզոք են։ W+ և W բոզոնները միմյանց հանդեպ հանդես են գալիս որպես հակամասնիկներ։ Տրամաչափային բոզոնների (ֆոտոն, գլյուոն, W±, Z-բոզոն) սպինը մեկ է, հիպոթետիկ գրավիտոնի սպինը` 2, Հիգսի բոզոնի սպինը` 0։

Բաղադրյալ բոզոններ են հանդիսանում բազմաթիվ երկքվարկանի կապված վիճակները, որոնք կոչվում են մեզոններ։ Մեզոնների սպինը ամբողջ թիվ է, ինչպես ցանկացած բոզոնի սպին, և սկզբունքորեն սահմանափակված չէ (0,1,2,3,…)։ Բոզոնների այլ օրինակ են զույգ թվով նուկլոններ (պրոտոններ և նեյտրոններ) ունեցող միջուկները, չնայած դրանց կազմի մեջ մտնում են նաև ֆերմիոններ (կիսաամբողջ սպինով մասնիկներ)։ Այս դեպքում նկատի է առնվում համակարգի ընդհանուր սպինը։

Բաղադրյալ բոզոնները կարևոր դեն ունեն գերհոսունության և Բոզե-Այնշտայնի կոնդենսատի այլ կիրառություններում։

Սահմանումը և հիմնական հատկությունները[խմբագրել]

Ըստ սահմանման, բոզոնը Բոզե-Այնշտայնի վիճակագրությանը ենթարկվող մասնիկն է։ Երկու բոզոնների փոխատեղման դեպքում համակարգի ալիքային ֆունկցիան անփոփոխ է մնում։ Մյուս կողմից, ֆերմիոնը ենթարկվում է Ֆերմի-Դիրակի վիճակագրությանը և Պաուլիի սկզբունքին. երկու ֆերմիոններ չեն կարող զբաղեցնել միևնույն քվանտային վիճակը, ինչի հետևանքով նյութը օժտված է «կոշտությամբ» կամ «կարծրությամբ»։ Այսպիսով, ֆերմիոնները հաճախ կոչվում են նյութի բաղադրիչներ, մինչդեռ բոզոնները փոխազդեցությունը հաղորդող մասնիկներն են, այլ կերպ ասած` ճառագայթման բաղադրիչները։ Բոզոնների քվանտային դաշտերը` բոզոնային դաշտերը ենթարկվում են կանոնական կոմուտացիոն առնչություններին։

Լազերները, մազերը, գերհոսունությունը, հելիում-4-ը և Բոզե-Այնշտայնի կոնդենսատը բոզոնների վիճակագրության հետևանք են։

Հղումներ[խմբագրել]