全同粒子與統計

對稱波函數

對稱波函數是這樣一種多粒子狀態:當你交換其中兩個粒子時,它原封不動地返回。寫下粒子一在哪裡、粒子二在哪裡,把這兩個標籤對調,整個表達式讀起來與先前分毫不差——數值相同、符號相同。這正是定義玻色子的交換行為,它是透過把兩種標籤排布相加、而非相減來構造的。

如此構造的波函數對兩個粒子一視同仁:沒有第一、沒有第二,只有共享的圖樣。一個簡單的例子是兩個粒子分處標號為 a 和 b 的態,用加號把「粒子一在 a、粒子二在 b」與「粒子一在 b、粒子二在 a」組合起來。結果對哪個粒子最初在何處毫無記憶,恰如不可區分性所要求的那樣。

這個加號本身帶著一種獨特的物理意味。與把粒子當作可區分相比,對稱組合實際上提高了在彼此靠近處、或在同一狀態中找到這兩個粒子的幾率。這種微妙的聚集並非通常意義上的力,卻塑造著真實現象——它是雷射中受激輻射的種子,也是玻色—愛因斯坦凝聚中那種戲劇性扎堆的種子。

psi_S(1,2) = [ a(1)b(2) + a(2)b(1) ] / sqrt(2)

加號使狀態在交換下保持不變——這是玻色子的標誌。

當兩個單粒子態相同時,對稱形式對玻色子仍然完全允許。只有反對稱形式在那種情形下塌縮為零,這正是為何遵守不相容原理的是費米子而非玻色子。

又稱
symmetric state对称态