Fermion

Un fermion este o categorie de particule elementare. Acestea sunt foarte mici și foarte ușoare. Fermionii pot fi considerați ca fiind elementele constitutive ale materiei, deoarece atomii sunt compuși din fermioni. Paul Dirac i-a numit fermioni în onoarea unui celebru om de știință numit Enrico Fermi.

Un electron (o particulă încărcată) este un fermion, dar un foton (particula de radiație electromagnetică) nu este. Numerele de spin ale fermionilor sunt 1/2, 3/2, 5/2, etc. Deoarece spinul lor nu este un număr întreg, aceștia respectă principiul de excludere Pauli: doi fermioni nu pot împărți o stare cuantică (care include poziția în spațiu), dacă au aceleași numere cuantice, cum ar fi spinul. Cu alte cuvinte, fermionii se pot ciocni între ei. Acest comportament nu se regăsește în cealaltă clasă de particule elementare numite bosoni: puteți avea mai mulți bosoni, de exemplu fotoni, în același loc și în același timp. Mișcarea fermionilor urmează statistica Fermi-Dirac.

Majoritatea fermionilor bine cunoscuți au spinul 1/2. Un exemplu de tip de fermion cu spin 1/2 este electronul. Electronul aparține unui grup de fermioni numiți leptoni.

Fermionii fundamentali (fermioni care nu sunt compuși din nimic altceva) sunt fie quarci, fie leptoni. Există 6 tipuri diferite de quarci (numite "arome") și 6 tipuri diferite de leptoni. Acestea sunt denumirile lor:

• Quarci - sus, jos, farmec, ciudat, sus, jos, sus, jos
• Leptoni - electron, muon, tau, neutrino de electron, neutrino de muon, neutrino de tau.

Fiecăruia dintre acești fermioni îi este asociată și o antiparticulă, astfel încât există în total 24 de fermioni fundamentali diferiți. Antiparticula este similară particulei originale, dar cu sarcină electrică opusă. Quarcii "up", "charm" și "top" au sarcină electrică de +2/3. Antiparticulele lor au sarcină -2/3 (anti-up, anti-charm, anti-top). Ceilalți trei quarci (down, strange și bottom) au sarcină -1/3, iar antiparticulele lor au sarcină +1/3. Electronul, muonul și leptonii tau au toți sarcina -1, iar antiparticulele lor (anti-electron sau "pozitron", anti-muon, anti-tau) au sarcina +1. Toți neutrinii și antineutrinii au sarcina 0. Principala diferență între quarcii sau leptonii cu aceeași sarcină este masa lor.

Contrapartea supersimetrică a oricărui fermion se numește "sfermion".

Întrebări și răspunsuri

Î: Ce este un fermion?

Î: Cine i-a numit fermioni?

Î: Este un electron un fermion?

Î: Pot doi fermioni să împartă aceeași stare cuantică?

Î: Câți fermioni fundamentali diferiți există?

Î: Care este diferența dintre quarci sau leptoni cu aceeași sarcină?

Căutare după litera