Fermiony
![]() | Ten artykuł od 2012-10 wymaga zweryfikowania podanych informacji. Należy podać wiarygodne źródła w formie przypisów bibliograficznych. Część lub nawet wszystkie informacje w artykule mogą być nieprawdziwe. Jako pozbawione źródeł mogą zostać zakwestionowane i usunięte. Sprawdź w źródłach: Encyklopedia PWN • Google Books • Google Scholar • Federacja Bibliotek Cyfrowych • BazHum • BazTech • RCIN • Internet Archive (texts / inlibrary) Dokładniejsze informacje o tym, co należy poprawić, być może znajdują się w dyskusji tego artykułu. Po wyeliminowaniu niedoskonałości należy usunąć szablon {{Dopracować}} z tego artykułu. |
Fermiony (ang. fermion, od nazwiska włoskiego fizyka Enrica Fermiego) – cząstki posiadające niecałkowity spin wyrażony w jednostkach (gdzie h to stała Plancka)[1]. Możliwymi wartościami niecałkowitymi spinu są nieparzyste wielokrotności Dla danej wartości spinu możliwymi wartościami rzutu spinu na dowolny kierunek są:
Na mocy twierdzenia o związku spinu ze statystyką konsekwencją posiadania niecałkowitego spinu jest to, że fermiony podlegają statystyce Fermiego-Diraca, w tym regule Pauliego.
Każda cząstka jest bozonem lub fermionem, zależnie od posiadanego spinu – twierdzenie statystyki spinowej narzuca wynikającą z niego statystykę kwantową, która odróżnia fermiony od bozonów.
Zgodnie z modelem standardowym fermiony są cząstkami elementarnymi „materii”, natomiast bozony przenoszą oddziaływania. W modelu standardowym oprócz fermionów złożonych (bariony) występują 2 typy cząstek elementarnych, które są fermionami: kwarki i leptony.
Uproszczone rozumowanie pozwalające uzyskać podział cząstek na bozony i fermiony wygląda następująco. Występowanie spinu jest związane z operacją zamiany cząstek. Załóżmy, że mamy dany stan dwucząstkowy Zadziałajmy na niego operatorem zamiany cząstek:
Podwójna zamiana cząstek daje nam stan początkowy, skąd otrzymujemy równanie:
Równanie to ma dwa rozwiązania: +1 i −1. Funkcje falowe symetryczne ze względu na zamianę cząstek (rozwiązania z +1) opisują bozony, natomiast funkcje antysymetryczne (rozwiązania z −1) opisują fermiony.
Rozumowanie przedstawione powyżej w rzeczywistości załamuje się w przestrzeniach o dwóch wymiarach, gdzie możliwe są także inne rodzaje cząstek, tak zwane anyony. Ponieważ w powyższym rozumowaniu wymiar przestrzeni nie został w ogóle uwzględniony, nie jest ono ani ścisłe, ani prawdziwe.
Jeżeli stany jednocząstkowe są opisywane przez funkcje falowe: i to stan dwucząstkowy jest opisywany przez funkcję falową postaci:
Jest to dwucząstkowa postać tak zwanego wyznacznika Slatera.
Przypisy
Informacje w projektach siostrzanych |
![]() |
![]() |
- ↑ Fermiony, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2021-07-22] .
- p
- d
- e
Fermiony |
| ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Bozony |
| ||||||||
Inne |
| ||||||||
Hipotetyczne |
|
Hadrony |
| ||||
---|---|---|---|---|---|
Inne | |||||
Hipotetyczne |
|
Elektrony i dziury |
|
---|---|
Fonony i pokrewne | |
Separacja spinowo-ładunkowa | |
Odpowiedniki cz. elementarnych |
|
Inne |
- PWN: 3900495
- Britannica: science/fermion
- Treccani: fermione
- Universalis: particules-elementaires-fermions
- SNL: fermioner
- DSDE: fermion