Fermion dan Boson ^^

Enrico Fermi

Didalam model standard (MS) untuk partikel dibedakan menjadi dua buah klasifikasi dasar untuk partikel yaitu partikel bersuku fermion dan partikel bersuku boson. Sebenarnya apakah yang dimaksudkan dengan fermion dan boson??

Ketika kita mereview kembali mengenai fisika statistik (Statistical Physics) maka kita akan belajar mengenai distribusi partikel didalam gas yaitu baik distribusi klasik dan distribusi kuantum. Karena kita akan mempelajari partikel didalam model standard atau MS maka kita akan membahas mengenai partikel yang berada dalam ruang lingkung High Energy Physics ( Fisika Energi Tinggi) yang dimana dijelaskan oleh distribusi partikel kuantum. 

Saat mengingat distribusi partikel kuantum, maka kita akan mendapatkan dua macam distribusi kuantum yaitu Fermi - Dirac Distribution  (FD) dan Bose - Einstein Distribution (BE). Oleh karena partikel - partikel dalam model standard ada yang mengikuti kedua sistem distribusi ini maka partikel yang menganut sistem distribusi Fermi - Dirac disebut dengan jenis partikel Fermion dan jika menganut sistem distribusi Bose - Einstein disebut dengan jenis partikel Boson. Fermion dan Boson adalah nama singkat yang juga ditujukan untuk penggagasnya yaitu Enrico Fermi dan Bose.

Secara umum fungsi distribusi Fermi - Dirac dan Bose - Einstein Dinyatakan dalam :

Dengan k adalah konstanta boltzmann 1,38 x 10^-23 (J/mol K) dan T adalah suhu mutlak sistem partikel (K) dan A adalah sebuah variabel yang dapat dihitung dengan menggunakan :

Dimana Ef adalah Energi Fermi yang sebenarnya tidak konstan, tapi berhubungan perubahannya sangat kecil sekali maka dianggap bahwa energi fermi adalah energi yang konstan sehingga fungsi A hanya bergantung pada variabel suhu mutlak dan apabila digabung kedalam persamaan diatas akan didapati :

Apabila digambarkan didalam grafik FFD dan FBE terhadap nilai E dan T maka akan didapati :

Kurva Distribusi Kuantum Fermi - Dirac

Untuk partikel fermion maka distribusinya akan berlaku seperti pada gambar 1, dan untuk boson maka akan seperti pada gambar 2. Partikel - partikel yang berada didalam distrbusi 1 adalah (Quark up, Quark down, Quark Strange, Quark top, Quark Charm, Quark Bottom, Electron, Muon, Tauon, Electron Neutrino, Muon Neutrino, dan Tauon Neutrino) dan untuk distribusi 2 adalah (Photon, Gluon, W Boson dan Z Boson)