Fermioni
Fermions ir elementārdaļiņu kategorija. Tie ir ļoti mazi un ļoti viegli. Fermjonus var uzskatīt par vielas pamatelementiem, jo atomi sastāv no fermjoniem. Pols Diraks tos nosauca par fermijoniem par godu slavenajam zinātniekam Enriko Fermi.
Elektrons (lādēta daļiņa) ir fermions, bet fotons (elektromagnētiskā starojuma daļiņa) nav. Fermionu spina skaitļi ir 1/2, 3/2, 5/2 utt. Tā kā to spins nav vesels skaitlis, tiem ir spēkā Pauli izslēgšanas princips: divi fermioni nevar dalīt kvantu stāvokli (kas ietver arī stāvokli telpā), ja tiem ir vienādi kvantu skaitļi, piemēram, spins. Citiem vārdiem sakot, fermioni var sadurties viens ar otru. Šāda uzvedība nepiemīt citai elementārdaļiņu klasei, ko sauc par bozoniem: vienlaicīgi vienā vietā var atrasties daudzi bozoni, piemēram, fotoni. Fermionu kustība atbilst Fermī-Diraka statistikai.
Lielākajai daļai labi zināmo fermionu ir 1/2 spins. Piemērs fermiona tipam ar 1/2 spinu ir elektrons. Elektrons pieder fermionu grupai, ko sauc par leptoniem.
Fundamentālie fermioni (fermioni, kas nav veidoti no citām vielām) ir kvarki vai leptoni. Ir 6 dažādi kvarku veidi (tos sauc par "flavoriem") un 6 dažādi leptonu veidi. Šādi ir to nosaukumi:
- Kvarki - augšup, lejup, burvīgi, dīvaini, augšējie, apakšējie
- Leptoni - elektronu, mionu, tau, elektronu neitrīno, mionu neitrīno, tau neitrīno.
Katram no šiem fermijoniem ir arī ar to saistīta antidaļiņa, tātad kopumā ir 24 dažādi fundamentālie fermioni. Antidaļiņa ir līdzīga sākotnējai daļiņai, bet ar pretēju elektrisko lādiņu. "Augšup", "šarmu" un "top" kvarkiem ir +2/3 elektriskais lādiņš. To antidaļiņām ir lādiņš -2/3 (anti-up, anti-charm, anti-top). Pārējiem trim kvarkiem (lejupējam, dīvainajam un apakšējam) ir -1/3 elektriskais lādiņš, un to antidaļiņām ir +1/3 lādiņš. Elektronam, mionam un tau leptoniem ir -1 lādiņš, un to antidaļiņām (antielektronam jeb "pozitronam", antimuonam, anti-tau) ir +1 lādiņš. Visiem neitrīniem un antineitrīniem ir lādiņš 0. Galvenā atšķirība starp kvarkiem vai leptoniem ar vienādu lādiņu ir to masa.
Jebkura fermiona supersimetrisko ekvivalentu sauc par "sfermionu".
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir fermions?
A: Fermions ir elementārdaļiņu kategorija, kas ir ļoti mazas un vieglas. Tās var uzskatīt par vielas pamatelementiem, jo no tām sastāv atomi.
J: Kas tos nosauca par fermijoniem?
A: Pols Diraks tos nosauca par fermijoniem par godu slavenajam zinātniekam Enriko Fermi.
Vai elektrons ir fermions?
A: Jā, elektrons (lādēta daļiņa) ir fermiona paveids.
J: Vai divi fermioni var atrasties vienā kvantu stāvoklī?
A: Nē, jo to spina skaitlis nav vesels skaitlis, tiem ir Pauli izslēgšanas princips, kas nosaka, ka divi fermioni nevar būt vienā kvantu stāvoklī, ja tiem ir vienādi kvantu skaitļi, piemēram, spins.
J: Cik dažādi ir fundamentālie fermioni?
A: Ir 24 dažādi fundamentālie fermioni - 6 kvarki un 6 leptoni, kā arī ar tiem saistītās antidaļiņas.
J: Kāda ir atšķirība starp kvarkiem un leptoniem ar vienādu lādiņu?
A: Galvenā atšķirība starp kvarkiem un leptoniem ar vienādu lādiņu ir to masa.
J: Kas ir sfermions? A:Jebkura fermiona supersimetrisko ekvivalentu sauc par "sfermionu".
