Fermioni e Bosoni

Pubblicai il mio primo grande lavoro, ossia la teoria sul comportamento dei fermioni, nel febbraio 1926.

La fama dell’articolo giunse fino in Inghilterra; fu così che lo lesse anche il fisico inglese Paul Dirac (1902-1984), che tuttavia se ne dimenticò subito perché il problema trattato non rientrava nei suoi interessi del momento. Ma qualche mese più tardi, nell’ottobre del 1926, decise di studiare il problema da zero ed escogitò un metodo leggermente diverso, che arrivava comunque alle mie stesse conclusioni. Decisi allora per scrivergli una lettera per rivendicare la priorità della scoperta.

Dear Sir,

Nel suo interessante lavoro “Sulla teoria della meccanica quantistica” Lei ha avanzato una teoria del Gas Ideale basata sul principio di esclusione di Pauli che è praticamente identica a quella da me pubblicata all’inizio del 1926

Dirac – da vero signore –mi rispose prontamente con una lettera di scuse che segnò la nascita della teoria di Fermi-Dirac

Ma perché è così importante questa teoria?

In pratica qualunque cosa si aggiri nel mondo atomico e subatomico o è un fermione, quindi una particella che si comporta secondo la teoria Fermi-Dirac, oppure è un bosone e si comporta secondo la teoria introdotta dal fisico indiano Satiendra Nath Bose insieme a  Einstein nel 1924 (statistica di Bose-Einsten).

La differenza tra i due tipi di particelle è che i bosoni vogliono sempre stare insieme mentre i fermioni si rifiutano di stare insieme.

Le particelle di materia sono fermioni: la solidità di un pezzo di ferro è nel rifiuto degli elettroni atomici di dividere lo spazio con i vicini. Sono dei solitari.

Le particelle di luce come i fotoni, così come altre particelle del mondo subatomico, come il bosone di Higgs di cui forse avete sentito parlare, sono bosoni.

La tendenza dei fotoni a stare insieme e a fare tutti la stessa cosa è alla base della potenza e della precisione di un fascio di luce laser.

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