Фермион

Серия статии на тема Статистическа физика

Формализъм Ергодична хипотеза ⋅ микросъстояние/макросъстояние ⋅ Статистическа сума ⋅ Матрица на плътността Статистически ансамбли микроканоничен ⋅ каноничен ⋅ голям каноничен Квантови статистики Максуел-Болцман ⋅ Тъждественост ⋅ Ферми-Дирак ⋅ Фермион ⋅ Бозе-Айнщайн ⋅ Бозон Потенциали Вътрешна енергия ⋅ Свободна енергия на Хелмхолц ⋅ Свободна енергия на Гибс ⋅ Енталпия ⋅ Свободна енталпия ⋅ Ентропия Газове от частици Изроден ферми-газ ⋅ Бозе-Айнщайнова кондензация ⋅ Закон на Планк Известни модели Айнщайн ⋅Дебай ⋅ Изинг ⋅ Гинзбург-Ландау Физици Келвин ⋅ Максуел ⋅ Гибс ⋅ Болцман ⋅ Планк ⋅ Паули ⋅ Дирак ⋅ Бозе ⋅ Айнщайн

Фермиони се наричат всички елементарни частици с полуцял спин (1/2, 3/2, 5/2,...). Например електрон, протон, неутрон, неутрино, кварк. Кръстени са на известния физик Енрико Ферми, който пръв разработва статистиката на частиците, подчиняващи се на принципа на Паули.

Статистика

Елементарните частици винаги се разглеждат статистически и според броя на състоянията с еднакви параметри се подчиняват на две съвсем различни статистики. Фермионите се подчиняват на статистиката на Ферми-Дирак. Това означава, че в едно квантово състояние в определен момент от време може да се намира само една частица. Тяхната вълнова функция е антисиметрична – ако местата на два фермиона се разменят, функцията си сменя знака. Фермионите са неразличими и си въздействат едни на други посредством размяна на бозони.

Видове

Двата основни вида фермиони в стандартния модел са кварките и лептоните. Кварките изграждат протоните и неутроните, а в списъка на лептоните са неутрино, таон, мюон и електрон. Всички те имат полуцял спин или с други думи полуцели значения на константата на Планк ћ. Вътрешното движение на фермионите се описва от матриците на Дирак. Средните значения на интензитетите на собствените им електрични полета се компенсират и сумарното поле е нула, а интензитетът на собственото им магнитно поле е два пъти по-голям от този на бозоните. Именно поради това жиромагнитното отношение на собствения магнитен момент към собствения механичен момент на фермионите е два пъти по-голямо от значението на жиромагнитното отношение на собствения магнитен момент към собствения механичен момент на бозоните.

Фермионите не съвпадат със своите античастици и това се изтъква, когато биват описвани като „фермиони на Дирак“; съвпадащите със своята античастица наричат „фермион на Майорана“. Като елементарни частици фермионите на Майорана все още не са доказани експериментално.

Външни препратки

• Фермион
• Фермиони и бозони
• Бозони и фермиони, поле и вещество

Вижте също

• Кварк
• Бозон
• Лептон
• Елементарна частица