Фермион
Фермион - это категория элементарных частиц. Они очень маленькие и очень легкие. Фермионы можно считать строительными блоками материи, потому что атомы состоят из фермионов. Пауль Дирак назвал их фермионами в честь известного ученого Энрико Ферми.
Электрон (заряженная частица) - это фермион, а фотон (частица электромагнитного излучения) - нет. Спиновое число фермионов - 1/2, 3/2, 5/2 и т.д. Поскольку их спин не является целым числом, они следуют принципу исключения Паули: никакие два фермина не могут разделять квантовое состояние (которое включает положение в пространстве), если они имеют одинаковые квантовые числа, например, спин. Другими словами, фермионы могут сталкиваться друг с другом. Такого поведения нет в другом классе элементарных частиц, называемых бозонами: можно иметь много бозонов, например, фотонов, в одном и том же месте в одно и то же время. Движение фермионов следует за статистикой Ферми-Дирака.
Самые известные фермионы имеют вращение 1/2. Примером типа фермиона со спином 1/2 является электрон. Электрон принадлежит к группе фермионов, называемых лептонами.
Фундаментальные фермионы (фермионы, не состоящие ни из чего другого) - это либо кварки, либо лепты. Существует 6 различных типов кварков (называемых "ароматами") и 6 различных типов лептонов. Это их названия:
- Кварки - вверх, вниз, очарование, странное, вверх, вниз.
- Лептоны - электрон, мюон, тау, электронное нейтрино, мюонное нейтрино, тау нейтрино
Каждый из этих фермионов также имеет связанный с ним античастицы, так что всего существует 24 различных фундаментальных фермиона. Античастица похожа на первоначальную частицу, но с противоположным электрическим зарядом. В "вверх", "шарм" и "верх" кварки имеют электрический заряд +2/3. Их античастицы имеют заряд -2/3 (анти-вверх, анти-шарм, анти-топ). Остальные три кварка (нижняя, странная и нижняя) имеют заряд -1/3, а их античастицы - +1/3. Электрон, мюон и тау-лептон имеют заряд -1, а их античастицы (антиэлектронные или "позитронные", антимуонные, антитау) - +1. Все нейтрино и антинейтрино имеют заряд 0. Главное различие между кварками или лептонами с одним и тем же зарядом - их масса.
Суперсимметричный аналог любого фермиона называется "сермион".
Вопросы и ответы
В: Что такое фермион?
О: Фермион - это категория элементарных частиц, которые очень малы и легки. Их можно рассматривать как строительные блоки материи, поскольку атомы состоят из них.
В: Кто назвал их фермионами?
О: Поль Дирак назвал их фермионами в честь известного ученого Энрико Ферми.
В: Является ли электрон фермионом?
О: Да, электрон (заряженная частица) является разновидностью фермиона.
В: Могут ли два фермиона иметь одно и то же квантовое состояние?
О: Нет, поскольку их спиновое число не является целым числом, они подчиняются принципу исключения Паули, который гласит, что два фермиона не могут иметь одно и то же квантовое состояние, если они имеют одинаковые квантовые числа, такие как спин.
В: Сколько существует различных фундаментальных фермионов?
О: Существует 24 различных фундаментальных фермиона - 6 кварков и 6 лептонов плюс связанные с ними античастицы.
В: В чем разница между кварками или лептонами с одинаковым зарядом?
О: Основное различие между кварками или лептонами с одинаковым зарядом - это их масса.
В:Что такое сфермион? О:Суперсимметричный аналог любого фермиона называется "сфермион".
