素粒子にはフェルミ粒子とボーズ粒子の２タイプがある．フェルミ粒子（電子やクォークなど）は物質を作り上げている粒子であり，ボーズ粒子（光子など）は力を運ぶ粒子である．

　数年前に，ジュネーブの大型ハドロン衝突型加速器で発見されたヒッグス粒子もボーズ粒子のひとつである．

　これら２種類の粒子には根本的な違いがある．２個のフェルミ粒子は同じ状態を同時に占めることはできないのに対し，ボーズ粒子は同じ状態を同時に何個でも占めることができる．

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【１】統計力学

　ｎ個の箱にｒ個の玉を入れる問題を考えます．箱を空間の小領域，玉を気体の分子と見立てて，ボルツマンは統計力学（Maxwell-Boltzmann統計）を構成しました．ＭＢ統計では１つの玉の入れ方がｎ通りで，玉がｒ個ですから全部でｎ^ｒ通りの入れ方があると考えます．しかし，このように考えると，黒体輻射の実験がどうしてもうまく説明できませんでした．

　そこで，玉は区別がつかないと仮定すると，ｎ個の箱に区別できないｒ個の玉を入れる入れ方は重複組合せnＨr通り＝n+r-1Ｃr通りあることになり，新たな統計力学が構成されます．この統計力学はBose-Einstein統計と呼ばれ，光子や中性子がうまく当てはまります．ＢＥ統計にしたがう素粒子はボゾン（boson）と呼ばれます．

　さらに，１つの箱には玉は１つしか入らないとするパウリの排他則を仮定すると重複のない組合せnＣr通りとなり，Fermi-Diracの統計が得られます．ＦＤ統計にしたがう素粒子に電子や陽子があり，それらはフェルミオン（fermion）と総称されます．

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