कण भौतिकी (particle physics) क्या है? - फर्मिऑन (fermion) और बोसॉन (boson)

01. कण भौतिकी (Particle Physics) क्या है?

उत्तर- कण भौतिकी, भौतिकी की एक शाखा है जिसमें मूलभूत उप परमाणविक कणो के पारस्परिक संबन्धो तथा उनके अस्तित्व का अध्ययन किया जाता है, जिनसे पद्धार्थ तथा विकिरण निर्मित हैं। हमारी अब तक कि समझ के अनुसार कण क्वांटम क्षेत्रों (Quantum Field) के उत्तेजन (Excitations) हैं। दूसरे कणों के साथ इनकी अन्तःक्रिया की अपनी गतिकी है।

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कण भौतिकी के क्षेत्र में अधिकांश रुचि मूलभूत क्षेत्रों (Fundamental Fields) में है। मौलिक क्षेत्रों और उनकी गतिशीलताओ के सार को Standard Model सिद्धान्त के रूप में प्रस्तुत किया गया है। इसिलिये कण भौतिकी में अधिकतर स्टैंडर्ड मॉडल (Standard Model) के मूल कणों तथा उनके सम्भावित विस्तार के बारे में अध्यन किया जाता है।

सांख्यिकीय व्यवहार के आधार पर भौतिकी में कणों को दो भागों में बांटा जाता है :-

(i) फर्मिऑन

(ii) बोसॉन 

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(i) फर्मिऑन (Fermion) क्या है? 

उत्तर- वे कण जो फर्मी-डिराक सांख्यिकी के अनुसार व्यवहार करते है, जिनका प्रचक्रण विषम अर्ध पूर्णांक (1/2, 3/2, ----) होता है और जो पाउली अपवर्जन नियम का पालन करते है, फर्मिऑन कहलाते है, मूलकण क्वार्क और लेप्टॉन एवं संयोजित कण प्रोटॉन और न्यूट्रॉन इसके उदाहरण है।

(ii) बोसॉन (Boson) क्या है?

उत्तर- वे कण जो बोस-आइंस्टीन साँख्यिकी का पालन करते है और जिनकी प्रचक्रण (0,1,2,---) होती है, बोसॉन कहलाते है। मूलभूत बलो को संजोकर रखने वाले सभी उर्जा वाहक कण (फोटॉन, ग्लुऑन, गेज बोसॉन) बोसॉन होते है। वे संयोजित कण जिनमे फर्मिऑन की संख्या सम होती है, बोसॉन कहलाते है, उदाहरण - मेसॉन

किसी भी परमाणु का नाभिक फर्मिऑन है अथवा बोसॉन, यह इस बात पर निर्भर करता है कि उसमें मौजूद प्रोटॉन व न्यूट्रॉन का योग सम है अथवा विषम।

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शीत हीलियम, जिसकी श्यानता (Viscosity) शून्य होती है, का विचित्र व्यवहार होता है कि यह अपने में आरपार आ जा सकता है। इसका यह व्यवहार बोसॉनिक गुण के कारण होता है, चूंकि इसका नाभिक बोसॉन होता है और पॉली एक्सक्ल्युसन सिद्धान्त का पालन करने बाध्य नहीं होता इसलीए यह अपने में आरपार गुजर सकता है।