题目
微观体系常是若干种全同粒子组成的复合粒子,例如原子核、原子等。微观粒子分 Fermi 子与 Bose 子两类。对于由若干种全同 Fermi 子组成的复合粒子,请从粒子体系波函数在粒子交换下的变换行为证明:总数为奇数个 Fermi 子组成的复合粒子为 Fermi 子,总数为偶数个 Fermi 子组成的复合粒子为 Bose 子;
微观体系常是若干种全同粒子组成的复合粒子,例如原子核、原子等。微观粒子分 Fermi 子与 Bose 子两类。对于由若干种全同 Fermi 子组成的复合粒子,请从粒子体系波函数在粒子交换下的变换行为证明:总数为奇数个 Fermi 子组成的复合粒子为 Fermi 子,总数为偶数个 Fermi 子组成的复合粒子为 Bose 子;
题目解答
答案
根据Fermi子的波函数性质,交换两个Fermi子会导致波函数改变符号。对于由 $N$ 个Fermi子组成的复合粒子,交换两个复合粒子相当于进行 $N$ 次交换,总波函数变化为:
\[
\Psi_{\text{交换}} = (-1)^N \Psi
\]
- 若 $N$ 为奇数,则 $\Psi_{\text{交换}} = -\Psi$,复合粒子为Fermi子。
- 若 $N$ 为偶数,则 $\Psi_{\text{交换}} = \Psi$,复合粒子为Bose子。
结论:奇数个Fermi子组成的复合粒子是Fermi子,偶数个Fermi子组成的复合粒子是Bose子。