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定域粒子

定域粒子指的是那些在量子力學中可以區分的粒子。它們的特點是粒子的波函式在空間中的延展非常小,以至於在任何給定的時刻,粒子的位置可以被精確地確定,從而使得粒子在空間中的分布是「定域」的。這種粒子可以在其平衡位置附近振動,並且可以通過其位置來區分。

固體物理中,晶體中的原子離子可以被視為定域粒子,因為它們在固定的晶格位置上振動,每個位置可以賦予編號以區分不同的粒子。例如,金屬中的自由電子通常被視為不可分辨的粒子,因為它們的波包尺度與電子間的距離相當,導致電子波包間存在重疊,使得電子在空間中的分布是非定域的。相比之下,離子實在晶格中只能在平衡位置附近振動,其波包尺寸不會大於離子實之間的距離,因此離子實可以被視為可分辨的定域粒子。

定域粒子與經典粒子不同,後者可以根據軌道加以區別。然而,微觀粒子不存在軌道運動,因此它們的可區別性是基於它們所處的環境,而不是通過軌道識別。在統計物理學中,處於玻耳茲曼分布的全同粒子是可分辨的,因此定域系統也被稱為玻耳茲曼系統,並遵從玻耳茲曼分布。