複数のボース粒子の系とは? わかりやすく解説

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複数のボース粒子の系

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/11/03 09:36 UTC 版)

ボース粒子」の記事における「複数のボース粒子の系」の解説

詳細は「同種粒子」を参照 場の量子論から、整数スピンを持つ粒子は、2つ同種粒子入れ替えたとき、波動関数符号変化しない。つまり複数同種のボース粒子からなる系の全波関数を ψ, i 番目の粒子座標xi としたとき、 ψ ( … , x i , … , x j , … ) = ψ ( … , x j , … , x i , … ) {\displaystyle {\psi }(\ldots ,x_{i},\ldots ,x_{j},\ldots )={\psi }(\ldots ,x_{j},\ldots ,x_{i},\ldots )} のように i 番目と j 番目の粒子入れ替えても、波動関数正負逆転しない。 すなわち、2つボース粒子があってそれぞれの1粒子波動関数が φ ,χ と表せるなら、2つボース粒子全波関数は単に、 ψ ( x 1 , x 2 ) = ϕ ( x 1 ) χ ( x 2 ) {\displaystyle \psi (x_{1},x_{2})=\phi (x_{1})\chi (x_{2})} ではなく、この入れ替えについての性質から ψ ( x 1 , x 2 ) = ϕ ( x 1 ) χ ( x 2 ) + ϕ ( x 2 ) χ ( x 1 ) {\displaystyle \psi (x_{1},x_{2})=\phi (x_{1})\chi (x_{2})+\phi (x_{2})\chi (x_{1})} と表されなくてはならないフェルミ粒子異なりボース粒子には2つ粒子が同じ1粒子波動関数とっている ψ ( x 1 , x 2 ) = ϕ ( x 1 ) ϕ ( x 2 ) {\displaystyle \psi (x_{1},x_{2})=\phi (x_{1})\phi (x_{2})} のような状態が許される。すなわち、1つ体系であっても同一量子状態いくつも粒子がとりうる。この規則から、熱平衡状態にある1種類ボース粒子からなる体系の従う量子統計導かれ、これをボース=アインシュタイン統計という。

※この「複数のボース粒子の系」の解説は、「ボース粒子」の解説の一部です。
「複数のボース粒子の系」を含む「ボース粒子」の記事については、「ボース粒子」の概要を参照ください。

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