Fermionas
Fermionas yra elementariųjų dalelių kategorija. Jie yra labai maži ir labai lengvi. Fermionus galima laikyti materijos sudedamosiomis dalelėmis, nes atomai yra sudaryti iš fermionų. Paulas Diracas fermionus pavadino garsaus mokslininko Enrico Fermi garbei.
Elektronas (įkrauta dalelė) yra fermionas, o fotonas (elektromagnetinės spinduliuotės dalelė) - ne. Fermionų sukinių skaičiai yra 1/2, 3/2, 5/2 ir t. t. Kadangi jų sukinys nėra sveikasis skaičius, jiems galioja Paulio pašalinimo principas: jokie du fermionai negali turėti bendros kvantinės būsenos (kuri apima padėtį erdvėje), jei jų kvantiniai skaičiai, pavyzdžiui, sukinys, yra vienodi. Kitaip tariant, fermionai gali susidurti vienas su kitu. Taip nesielgia kita elementariųjų dalelių, vadinamų bozonais, klasė: vienu metu toje pačioje vietoje gali būti daug bozonų, pavyzdžiui, fotonų. Fermionų judėjimas vyksta pagal Fermio ir Dirako statistiką.
Daugumos gerai žinomų fermionų sukinys yra 1/2. Fermionų, kurių sukinys lygus 1/2, pavyzdys yra elektronas. Elektronas priklauso fermionų, vadinamų leptonais, grupei.
Fundamentalieji fermionai (fermionai, kurių nesudaro niekas kitas) yra kvarkai arba leptonai. Yra 6 skirtingi kvarkų tipai (vadinami "skoniais") ir 6 skirtingi leptonų tipai. Tai yra jų pavadinimai:
- Kvarkai - aukštyn, žemyn, žavūs, keistieji, viršutiniai, apatiniai
- Leptonai - elektronas, miuonas, tau, elektroninis neutrinas, miuono neutrinas, tau neutrinas
Kiekvienas iš šių fermionų taip pat turi su juo susijusią antidalelę, taigi iš viso yra 24 skirtingi fundamentalieji fermionai. Antidalelė yra panaši į pradinę dalelę, tačiau turi priešingą elektros krūvį. "Aukštyn", "žavesio" ir "viršaus" kvarkų elektrinis krūvis yra +2/3. Jų antidalelės turi -2/3 krūvį (anti-up, anti-charm, anti-top). Kitų trijų kvarkų ("žemyn", "keistasis" ir "apačia") elektrinis krūvis -1/3, o jų antidalelių krūvis +1/3. Elektronas, miuonas ir tau leptonas turi -1 krūvį, o jų antidalelės (antielektronas arba "pozitronas", antimuonas, antitau) turi +1 krūvį. Visi neutrinai ir antineutrinai turi krūvį 0. Pagrindinis skirtumas tarp tą patį krūvį turinčių kvarkų ar leptonų yra jų masė.
Bet kurio fermiono supersimetrinis atitikmuo vadinamas "sfermiu".
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra fermionas?
A: Fermionas - tai elementariųjų dalelių, kurios yra labai mažos ir lengvos, kategorija. Juos galima laikyti materijos sudedamosiomis dalimis, nes iš jų sudaryti atomai.
K: Kas juos pavadino fermionais?
A: Paulas Diracas fermionus pavadino garsaus mokslininko Enrico Fermi garbei.
K: Ar elektronas yra fermionas?
Atsakymas: Taip, elektronas (įkrauta dalelė) yra fermionas.
K: Ar du fermionai gali turėti tą pačią kvantinę būseną?
Atsakymas: Ne, nes jų sukinio skaičius nėra sveikas skaičius, todėl jie vadovaujasi Pauli'o pašalinimo principu, kuris teigia, kad du fermionai negali dalytis ta pačia kvantine būsena, jei jų kvantiniai skaičiai, pavyzdžiui, sukinys, yra vienodi.
K: Kiek yra skirtingų fundamentaliųjų fermionų?
A: Yra 24 skirtingi fundamentalieji fermionai - 6 kvarkai ir 6 leptonai bei su jais susijusios antidalelės.
K: Kuo skiriasi vienodo krūvio kvarkai ir leptonai?
A: Pagrindinis skirtumas tarp tą patį krūvį turinčių kvarkų ir leptonų yra jų masė.
K: Kas yra sfermionas? Atsakymas: Bet kurio fermiono supersimetrinis atitikmuo vadinamas "sfermiu".
