Фермион
Фермионът е категория елементарни частици. Те са много малки и много леки. Фермионите могат да се разглеждат като градивни елементи на материята, тъй като атомите са изградени от фермиони. Пол Дирак ги нарича фермиони в чест на известен учен на име Енрико Ферми.
Електронът (заредена частица) е фермион, но фотонът (частицата на електромагнитното излъчване) не е. Спиновите числа на фермионите са 1/2, 3/2, 5/2 и т.н. Тъй като спинът им не е цяло число, те следват принципа на изключване на Паули: два фермиона не могат да споделят квантово състояние (което включва позиция в пространството), ако имат еднакви квантови числа, като например спин. С други думи, фермионите могат да се сблъскват един с друг. Това поведение не е характерно за другия клас елементарни частици, наречени бозони: можете да имате много бозони, например фотони, на едно и също място по едно и също време. Движението на фермионите следва статистиката на Ферми-Дирак.
Повечето добре познати фермиони имат спин 1/2. Пример за вид фермион със спин 1/2 е електронът. Електронът принадлежи към група фермиони, наречени лептони.
Фундаменталните фермиони (фермиони, които не се състоят от нищо друго) са или кварки, или лептони. Съществуват 6 различни вида кварки (наречени "аромати") и 6 различни вида лептони. Това са техните имена:
- Кварки - възходящи, низходящи, чаровни, странни, горни, долни
- Лептони - електрон, мюон, тау, електронно неутрино, мюонно неутрино, тау неутрино
Всеки от тези фермиони има и античастица, свързана с него, така че има общо 24 различни фундаментални фермиона. Античастицата е подобна на първоначалната частица, но с противоположен електрически заряд. Кварките "нагоре", "чар" и "нагоре" имат електрически заряд от +2/3. Техните античастици имат електрически заряд -2/3 (анти-връх, анти-чар, анти-върх). Другите три кварка ("долен", "странен" и "долен") имат заряд -1/3, а техните античастици имат заряд +1/3. Електронът, мюонът и тау лептоните имат заряд -1, а техните античастици (антиелектрон или "позитрон", антимюон, антитау) имат заряд +1. Всички неутрино и антинеутрино имат заряд 0. Основната разлика между кварките или лептоните с еднакъв заряд е тяхната маса.
Суперсиметричният аналог на всеки фермион се нарича "сферион".
Въпроси и отговори
В: Какво представлява фермионът?
О: Фермионът е категория елементарни частици, които са много малки и леки. Те могат да се разглеждат като градивните елементи на материята, защото атомите са изградени от тях.
В: Кой ги е нарекъл фермиони?
О: Пол Дирак ги нарича фермиони в чест на известния учен Енрико Ферми.
В: Електронът ферион ли е?
О: Да, електронът (заредена частица) е вид фермион.
В: Могат ли два фермиона да споделят едно и също квантово състояние?
О: Не, тъй като спиновото им число не е цяло число, те следват принципа на изключване на Паули, който гласи, че два фермиона не могат да споделят едно и също квантово състояние, ако имат еднакви квантови числа, например спин.
Въпрос: Колко различни фундаментални фермиона има?
О: Съществуват 24 различни фундаментални фермиона - 6 кварка и 6 лептона плюс свързаните с тях античастици.
В: Каква е разликата между кварките и лептоните с еднакъв заряд?
О: Основната разлика между кварките и лептоните с еднакъв заряд е тяхната маса.
Въпрос: Какво представлява сферионът? О:Суперсиметричният аналог на всеки фермион се нарича "сферион".
