两种基本粒子——玻色子与费米子

发布时间：2023-07-22 13:44:29 所属栏目：外闻来源：

导读：我们知道物质是由原子组成的，原子是由原子核与电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。但是大家知道玻色子和费米子吗？它们是什么？对我们来说又有什么意义呢？

量子是一个物理学概念，不是实物，它是指一个事

我们知道物质是由原子组成的，原子是由原子核与电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。但是大家知道玻色子和费米子吗？它们是什么？对我们来说又有什么意义呢？

量子是一个物理学概念，不是实物，它是指一个事物的最小单位。

科学家们经过研究发现，微观世界的本质特征就是量子化，而在一些量子的世界中，高能量的费米子和低能量的玻色子则是最重要基础的量子纠缠的存在。

随着科学家们对量子研究的逐渐深入，科学家们发现，在微观世界中，很多微小的粒子并不是固定不动的，粒子具备“自旋”特性，有人把它理解成类似“地球自转”。

自旋有大有小，但其数值是量子化的，也就是说，它只能取普朗克常数的整数倍或半整数倍。因此，科学家将不同自旋的粒子分成了两种，自旋的数值是整数的，叫“玻色子”；自旋的数值是半整数的，叫“费米子”。而我们常见的光子就是玻色子，电子则是费米子。

为什么要把这些粒子分成“玻色子”和“费米子”呢？因为两者在性质上有很大差别，主要体现在相利不相容原理上。根据泡利不相容原理可知，存在一种规律使两位费米子很难同时处于同一激发态（即同粒子）之中；相反地，玻色子之间存在着较强的吸引力，可以将它们聚集在特定的位置上；而费米子则没有这种性质，彼此相互抵抗着相遇或靠近的情况发生。

比如，电子就是费米子，它们之间相互排斥，所以不同的电子在原子核外的时候不能都挤在同一个轨道上。由于光子具有玻色子的性质，我们能够利用压缩技术制造出极为窄光的激光。

量子的应用很多，比如量子通信，它是一种理论上“无法被窃听”的通信方式；还比如量子计算机，2020年我国学者研制出了76个光子的量子计算原型机“九章”。与普通的电子计算机不同，指数级别下，量子计算机的计算能力和性能会得到大幅提升。

（编辑：汽车网）

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