Бозоны и фермионы

Когда мы заходим в мир квантов, в мир наименьших частиц, то наблюдаем в нем разные чудеса, не свойственные миру больших объектов, который нас окружает в повседневной жизни. Вот и давайте поговорим о некоторых чудесах на языке квантовой физики.

Физики говорят, что элементарные частицы делятся на фермионы и бозоны.

Фермионы — это частицы, из которых состоят материальные объекты: стол, стул, камень, платье, сумочка и т.д. Все эти вещи состоят из фермионов.

А с бозонами дела обстоят немного сложнее: то их физики называют частицами, то полями, то переносчиками взаимодействия. Как во всем этом разобраться?!

Ответ прост: нужно нарисовать в своем воображении картинку, которая объясняла бы смысл термина «бозон».

И физики рисуют такие картинки. Например, они говорят так: представьте себе, что фермионы и бозоны — это люди, которые пришли в кинотеатр.

Фермионы — индивидуалисты, поэтому требуют, чтобы каждому фермиону был предоставлен отдельный стул. Два фермиона не могут сидеть на одном стуле.

Это нам легко себе представить. Мы сами так поступаем в кинотеатре.

Бозоны — коллективисты, в отличие от фермионов они не требуют себе отдельного стула, они все готовы разместиться на одном стуле.

Я, конечно, могу нарисовать в своем воображении такую сказочную картинку, когда тысяча человек размещается на одном стуле, но чем она будет отличаться от других сказочных картинок: от ковра-самолета или от волшебной палочки зубной феи?!

Зачем мне рисовать в своем воображении сказочную картинку, если мой разум требует нарисовать картинку, взятую из реальной жизни?! А в реальной жизни я не видел, чтобы сто человек разместились на одном стуле. Это значит, что картинка физиков не вполне удачная и нам нужно найти другую картинку.

Например, картинку с деньгами. Моя маленькая внучка иногда играет с монетами. Чтобы приучить ее к счету, я спрашиваю, сколько у неё денег. Она начинает считать: одна денежка, две денежки и так далее.

Иногда я пытаюсь ей объяснить, что в случае с деньгами 1 не равно 1. Одна монетка — это копейка, вторая монетка — это пять копеек, а третья монетка — это один евро. Причем один евро по размерам может оказаться меньше пятикопеечной монеты.

Рубль — это одна монета, в которой разместились сто копеек. А евро — это тоже одна монетка, но в ней разместилось в 70 раз больше копеек, чем в рубле.

В одном пятаке размещаются пять копеек, в одном рубле размещаются сто копеек, а в одной тысячной купюре размещаются аж сто тысяч копеек.

Если одну монетку мы будем считать одним стулом, если мы видим, что на этом стуле (в одной монете или в одной купюре) может разместиться любое количество копеек, то мы просто обязаны сказать, что деньги похожи на бозоны.

И такое заявления мы можем сделать несмотря на то, что у монеток и купюр совсем не квантовый размер.