Fermion
Fermion je kategorija elementarnih delcev. So zelo majhni in zelo lahki. Fermione si lahko predstavljamo kot gradnike snovi, saj so atomi sestavljeni iz fermionov. Paul Dirac jih je poimenoval fermioni v čast slavnega znanstvenika Enrica Fermija.
Elektron (nabit delec) je fermion, foton (delec elektromagnetnega sevanja) pa ne. Spinska števila fermionov so 1/2, 3/2, 5/2 itd. Ker njihov spin ni celo število, pri njih velja Paulijevo izključitveno načelo: dva fermiona si ne moreta deliti kvantnega stanja (ki vključuje položaj v prostoru), če imata enaka kvantna števila, kot je spin. Z drugimi besedami, fermioni lahko trčijo drug ob drugega. Takšno obnašanje ni značilno za drugi razred elementarnih delcev, imenovanih bozoni: na istem mestu je lahko hkrati veliko bozonov, na primer fotonov. Gibanje fermionov poteka po Fermijevi-Diracovi statistiki.
Večina znanih fermionov ima spin 1/2. Primer fermiona s spinom 1/2 je elektron. Elektron spada v skupino fermionov, ki jih imenujemo leptoni.
Temeljni fermioni (fermioni, ki niso sestavljeni iz ničesar drugega) so kvarki ali leptoni. Obstaja 6 različnih vrst kvarkov (imenovanih "okusi") in 6 različnih vrst leptonov. To so njihova imena:
- Kvarki - navzgor, navzdol, čar, čudni, zgornji, spodnji
- Leptoni - elektron, mion, tauon, elektronski nevtrino, mionski nevtrino, tauonski nevtrino
Vsak od teh fermionov ima tudi svoj antidelec, tako da obstaja skupaj 24 različnih osnovnih fermionov. Antidelec je podoben prvotnemu delcu, vendar ima nasprotni električni naboj. Kvarki "up", "charm" in "top" imajo električni naboj +2/3. Njihovi antidelci imajo električni naboj -2/3 (anti-up, anti-charm, anti-top). Ostali trije kvarki ("dol", "čudni" in "spodnji") imajo električni naboj -1/3, njihovi antidelci pa imajo naboj +1/3. Elektron, mion in tau leptoni imajo naboj -1, njihovi antidelci (antielektron ali "pozitron", anti-muon, anti-tau) pa imajo naboj +1. Vsi nevtrini in antinevtrini imajo naboj 0. Glavna razlika med kvarki ali leptoni z enakim nabojem je njihova masa.
Supersimetrični ekvivalent kateregakoli fermiona se imenuje "sfermion".
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je fermion?
O: Fermion je kategorija elementarnih delcev, ki so zelo majhni in lahki. Lahko si jih predstavljamo kot gradnike snovi, saj so iz njih sestavljeni atomi.
V: Kdo jih je poimenoval fermioni?
O: Paul Dirac jih je poimenoval fermioni v čast slavnega znanstvenika Enrica Fermija.
V: Ali je elektron fermion?
O: Da, elektron (nabit delec) je vrsta fermiona.
V: Ali si lahko dva fermiona delita isto kvantno stanje?
O: Ne, ker njuno spinsko število ni celo število, se ravnajo po Paulijevem izključitvenem načelu, ki pravi, da dva fermiona ne moreta imeti istega kvantnega stanja, če imata enaka kvantna števila, kot je spin.
V: Koliko različnih temeljnih fermionov obstaja?
O: Obstaja 24 različnih osnovnih fermionov - 6 kvarkov in 6 leptonov ter z njimi povezani antidelci.
V: Kakšna je razlika med kvarki in leptoni z enakim nabojem?
O: Glavna razlika med kvarki in leptoni z enakim nabojem je njihova masa.
V: Kaj je sfermion? O:Supersimetrični ekvivalent kateregakoli fermiona se imenuje "sfermion".
