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Titolo: fermioni, bosoni e deutoni

Salve a tutti,
ho una domanda, ma forse prima è meglio identificare un po' la mia
preparazione: studente di ingegneria nucleare ... quindi molta infarinatura
su argomenti più disparati.
Veniamo al dunque:
le particelle elementari possono essere divise in fermioni (seguono la
statistica di Fermi) e bosoni (seguono la statistica di Bose) ... uno dei
possibili modi di classificazione è in base ai valori assunti dallo spin:
semi intero per i primi (come gli elettroni e quark) ed intero per i secondi
(fotoni).
Ora, sappiamo che un protone è costituito da 3 quark ... tre volte un numero
semi intero è ancora semi intero e quindi il protone è un fermione, come
anche il neutrone. Fino qua direi che va tutto bene: il protone si può
considerare indivisibile (sebbene costituito da tre quark) e quindi è una
particella elementare.
La domanda è: fino a che livello è possibile salire con questo discorso?
Il deutone (o nucleo di deuterio) che è costituito da un protone e un
neutrone, che sono entrambi a spin semi intero ha spin intero (o nullo) e
quindi è un bosone oppure è semplicemente costituito da due fermioni?
Forse è opportuno dare un contesto: supponiamo di avere un plasma degenere
di deutoni ... questi rispettano il principio di esclusione di pauli (sono
fermioni) oppure no, e possono essere quindi soggetti alla condensazione di
bose-einstein?
Ringrazio chiunque voglia darmi qualche spunto,
Nucleo

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 fermioni) oppure no
No. Sono bosoni. Il fatto che si tratti di particelle composte non c'entra.
-- 
Enrico Smargiassi
http://www-dft.ts.infn.it/~esmargia

 fermioni?
Il deutone ha spin 1 ed e' un bosone.
Lo stesso vale per qualsiasi sistema formato di n fermioni: se n e' pari
il sistema si comporta da bosone, se e' dispari si comporta da
fermione.
Non succede solo per i nuclei, ma anche per gli atomi.
Del resto tu stesso hai accennato alla condensazione di Bose, e saprai
che non molto tempo fa e' stata vista per la prima volta, con atomi
di rubidio 85, che contengono un nucleo con 37 protoni e 48 neutroni,
piu' 37 elettroni periferici: il totale e' appunto pari.
Altra notizia: la prima indicazione che il nucleo non poteva essere
formato da protoni ed elettroni, come in un primo tempo si era creduto,
fu la prova, data dagli spettri molecolari, che il nucleo N-14 era un
bosone. Se fosse stato fatto di protoni ed elettroni, ci sarebbero
voluti 14 protoni e 7 elettroni, per un totale dispari.
 
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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bose-einstein?
No, i sistemi composti a spin intero si comportano come bosoni anche
se i componenti sono fermioni.
Ad es. He-4 è un bosone pur essendo composto da 2 neutroni e 2 protoni
e da buon bosone non sottosta al principio di esclusione.
Quello che rende fermione o bosone una particella composta (come il
protone!) è il momento angolare totale.
Rob

Uhm...
...prendiamo due elettroni liberi. Non potro' mica vedere il sistema
come un bosone, immagino!
Ho sentito anche io dei BEC con il rubidio, ma mi sembra incredibile
che due atomi di rubidio in collisione si comportino come due bosoni,
potendo ad esempio occupare lo stesso stato.
Forse questo accade solo esclusivamente quando ai due sistemi sono
associate le stessi identiche funzioni d'onda di spin intero (come ad
esempio a temp. bassissime, quando si freezano tutti i gradi di
liberta' interni dell'atomo ed entrambi i sistemi sono in ground),
fatta esclusione per la localizzazione spaziale.
Se e' questa la condizione allora se in un "gas di elettroni" questi, a
n a n, sono rappresentati da stati a cui corrisponde la stessa "forma
di funzione d'onda" allora possono Bose-Condensare?
..naturalmente questo implica una qualche forma di interazione...
Quand'e' che uno stato di piu' particelle elementari segue una
determinata statistica, esattamente?
vabbe' spero di aver posto una domanda sensata :)
Ciao!
Davide
(studente fisica 3 anno n.o.)

 fatta esclusione per la localizzazione spaziale.
Che io sappia, affinché i modelli tradizionali (statistica di Boltzmann) non 
siano piů buone approssimazioni del comportamento reale devi essere in 
condizioni di degenerazione.
Ad esempio la popolazione neutronica in un reattore nucleare č classica e 
studiabile senza errori rilevanti con la statistica di Boltzmann e non con 
quella di Fermi. 


 
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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 Fermi.
Beh, non ci sono solo i due casi limite: Boltzmann e degenerazione.
Puoi avere tutto un continuo di casi intermedi.
Tanto per fare un esempio in carattere col 2005: inun gas di fotoni
al'equilibrio termico hai una transizione dalle basse frequenze dove
c'e' degenerazione estrema, alle alte frequenze (regime di Wien) dove i
numeri di occupazione sono <<1 e vale la statistica di Boltzmann.
Fu proprio la scoperta che dalla legge di Planck seguiva che nellinte
di Wien la radiazione si comportava ai fini dell'entropia come
costituita da particelle di Boltzmann, a portare Einstein all'idea di
fotone, che gli frutto' il Nobel condizionato (si' per l'effetto
fotoelettrico, no per i fotoni...)


Grazie della risposta Tetis, pero' non ho chiaro quale sia l'esatta
distinzione tra stato localizzato e stato delocalizzato quando si parla
di un gas di particelle "libere".
E poi... se tutte le particelle sono nello stesso stato, come puoi dire
che gli atomi non si "compenetrano" ?
probabilmente mi mancano un po' di basi di stato solido, che vedro' di
colmare (per necessita'!) nelle prossime settimane :)
Davide

 Nucleo
 
Bourbaki
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In replica al mio stesso messaggio...
avevo scritto il messaggio piu' di una settimana fa, la risposta del
prof. Fabri ha risposto alla mia domanda, soddisfando le mie
(temporanee!) curiosita'.
grazie a tutti! :)
Davide