Eristamatud osakesed

Eristamatud osakesed ehk identsed osakesed on kvantmehaanikas osakesed, mis ei ole mingil viisil üksteisest eristatavad teatud omaduste põhjal, mida nende konkreetne olek ei mõjuta. Selles mõttes on kõik sama tüüpi põhiosakesed (nt elektronid, footonid, kvargid) eristamatud. Eristamatus kehtib ka kõigi nendest osakestest koosnevate süsteemide kohta (nt prootonid, neutronid, aatomituumad, aatomid, molekulid), seda samuti eeldusel, et nad on ühesuguses olekus. Samamoodi käituvad ka kvaasiosakesed.

Kuigi kõik teadaolevad eristamatud osakesed eksisteerivad kvantskaalal, pole ammendavat loetelu kõigist võimalikest osakestest. On kaks peamist identsete osakeste kategooriat: bosonid, mis saavad jagada kvantolekuid, ja fermionid, mis seda ei saa (Pauli keeluprintsiip). Bosonid on näiteks footonid, gluuonid, foononid, heelium-4 tuumad ja kõik mesonid. Fermionid on näiteks elektronid, neutriinoid, kvargid, prootonid, neutronid ja heelium-3 tuumad.

Asjaolul, et osakesed võivad olla identsed, on oluline osa statistilises mehaanikas, kus arvutused põhinevad tõenäosusteooria argumentidel, mis on tundlikud selle suhtes, kas uuritavad objektid on identsed või mitte. Selle tulemusena on identsete osakeste statistiline käitumine märgatavalt teistsugune kui eristatavate osakeste puhul. Näiteks on Gibbsi paradoksi lahenduseks pakutud osakeste eristamatust.

Põhiosakeste eristamatus mõjutab nendest koosnevate süsteemide moodustamise võimalusi. Seega aitab see mõista mateeria käitumist.

Kategooria: Osakestefüüsika
Kategooria: Kvantmehaanika