기존의 거시적 물체와는 달리 양자 물체는 특정한 위치와 속도를 가지고 있지 않으며,대신 특정 영역,일반적으로 디브로글리 파장에 번져서 일정한 속도 분포를 갖는다. 그 뒤에 원리는 베르너 하이젠 베르크에 의해 설립 하이젠 베르크 불확실성 원리라고합니다. 그러나 이것은 우리가 입자들을 너무 가깝게 가져 와서 파동이 서로 닿기 시작하면 주로 구별 할 수 없다는 것을 의미합니다. 우리는 그들의 위치 때문에 그들을 구별 할 수 없습니다. 우리가 양자 가스와 작업을 할 경우 그래서,의 결과는 입자의 인덱싱에 의존해서는 안 온도를 상승 가정 해 봅시다. 결과적으로,이 작업의 결과는 이러한 입자 중 일부의 위치를 교환 할 때 동일하게 유지되어야합니다.
이 사실은 대칭 및 반 대칭 파동 함수의 발명으로 이어졌습니다. 이러한 파동 함수는 요구 위의 보장;입자 교환은 작업의 결과를 변경하지 않습니다.대칭 파동 함수를 가진 입자를 보손이라고합니다; 반 대칭 파동 함수를 가진 사람들을 페르미온이라고합니다.
지금까지 어떤 입자가 보손이고 어떤 입자가 페르미온인지를 예측하는 결정적인 이론적 개념은 없지만 경험적으로는 입자의 회전과 많은 관련이 있는 것으로 보인다. 스핀은 양자 기계적 입자의 속성(자유도의 내부 정도)입니다;이 뷰는 전혀 정확하지 않지만 하나는 지구가 축을 중심으로 회전처럼,자신의 축을 중심으로 입자의 회전으로 상상할 수있다. 분수 회전급강하 1/2 를 가진 입자가 있습니다;3/2;5/2;…등 및 정수 스핀 1,2,3,4,… 정수 스핀을 가진 입자는 대칭 파동 함수를 가지며 보손이라고 불리며 분수 스핀을 가진 입자는 반 대칭 파동 함수를 가지며 페르미온이라고 불립니다. 스핀 통계는 이러한 관찰에 대한 이론적 인 정당성을 제공하지만,그 자체로 입증되지 않은 많은 가정이 필요하기 때문에 증거로 취급 될 수는 없습니다.
일부 측면에서 보손과 페르미온은 반대의 특징을 가지고 있습니다. 가장 중요한 측면은 두 페르미온이 결코 동일한 양자 상태를 차지할 수 없다는 것입니다.
예를 들어 우리는 주기율표에서 원자를 취할 수 있습니다. 원자는 핵과 전자 껍질로 구성됩니다. 전자는 스핀을 가지고 있습니다. 그들의 페르미온 특성으로 인해 그들은 같은 양자 상태를 차지할 수 없습니다.,그래서 그들은 원자 주위에 다른 궤도를 구축,그렇지 않으면 그것은 왜 원자에 있는 모든 전자 수집 하지 않습니다 가장 낮은 궤도에서 가장 낮은 에너지를가지고 설명 하기 어려울 것 이다,자연에서 항상 선호 하는.
대조적으로 보손은 동일한 양자 상태를 차지하기를 좋아합니다. 이것은 일반적으로 유한 온도에서 보스 가스의 열 여기로 인해 피할 수 있습니다. 그러나 0 천개에서 가스의 모든 보손은 가장 낮은 에너지 상태를 차지해야합니다.
예를 들어 우리는 광양자 인 광자를 취할 수 있습니다. 그들은 스핀이 1 따라서 보손이다. 레이저에서 방출 된 광자의 대부분은 동일한 주파수 및 전파 방향을 가지며,모두 동일한 양자 상태를 차지하고 일관된 파를 형성합니다.
상술한 보손과 페르미온의 특성들은 독해 함수에 결합될 수 있으며,이들은 넥스 섹션 이후의 섹션에서 처리될 것이다. 분포 기능을 이해하려면 자유 에너지 및 관련 화학 잠재력을 도입 할 필요가 있습니다. 따라서 다음 섹션에서는
자유 에너지와 화학 잠재력은 무엇입니까?