Fermionid
Fermion on elementaarosakeste kategooria. Nad on väga väikesed ja väga kerged. Fermioone võib pidada aine ehitusplokkideks, sest aatomid koosnevad fermioonidest. Paul Dirac nimetas neid fermionideks kuulsa teadlase Enrico Fermi auks.
Elektron (laetud osake) on fermioon, kuid fotoon (elektromagnetilise kiirguse osake) ei ole. Fermioonide spinniarvud on 1/2, 3/2, 5/2 jne. Kuna nende spinn ei ole täisarv, järgivad nad Pauli välistamispõhimõtet: kaks fermiooni ei saa jagada kvantolekut (mis hõlmab asendit ruumis), kui neil on samad kvantarvud, näiteks spinn. Teisisõnu, fermionid võivad omavahel kokku põrkuda. Teises elementaarosakeste klassis, mida nimetatakse bosoonideks, sellist käitumist ei ole: samas kohas võib korraga olla mitu bosooni, näiteks footonid. Fermioonide liikumine järgib Fermi-Diraci statistikat.
Enamiku tuntud fermionide spinn on 1/2. Üks näide fermionitüübist, mille spinn on 1/2, on elektron. Elektron kuulub fermionide rühma, mida nimetatakse leptoniteks.
Fundamentaalsed fermionid (fermionid, mis ei koosne millestki muust) on kas kvarkid või leptonid. On olemas 6 erinevat tüüpi kvarki (mida nimetatakse "maitseks") ja 6 erinevat tüüpi leptonit. Need on nende nimed:
- Kvargid - üles, alla, võlu, kummaline, ülalt, alt
- Leptonid - elektron, müon, tau, elektron neutriino, müon neutriino, tau neutriino
Iga fermioniga on seotud ka üks antiriik, nii et kokku on 24 erinevat fundamentaalset fermioni. Antiosake on sarnane algse osakesega, kuid vastupidise elektrilaenguga. "Up", "charm" ja "top" kvarkide elektrilaeng on +2/3. Nende anti-osakeste laeng on -2/3 (anti-up, anti-charm, anti-top). Ülejäänud kolm kvarki (down, strange ja bottom) on laenguga -1/3 ja nende antiosakeste laeng on +1/3. Elektron, müon ja tau leptonid on kõik laenguga -1 ja nende anti-osakeste (antielektron ehk "positron", anti-müon, anti-tau) laenguga +1. Kõik neutriinod ja antineutriinod on laenguga 0. Peamine erinevus sama laenguga kvarkide või leptonite vahel on nende mass.
Iga fermioni supersümmeetrilist vastet nimetatakse "sfermioniks".
Küsimused ja vastused
K: Mis on fermion?
V: Fermion on elementaarosakeste kategooria, mis on väga väikesed ja kerged. Neid võib pidada aine ehitusplokkideks, sest aatomid koosnevad neist.
K: Kes nimetas neid fermionideks?
V: Paul Dirac nimetas neid fermioonideks kuulsa teadlase Enrico Fermi auks.
K: Kas elektron on fermion?
V: Jah, elektron (laetud osake) on üks fermioonide liik.
K: Kas kaks fermiooni võivad jagada sama kvantolekut?
V: Ei, sest nende spinniarv ei ole täisarv, nad järgivad Pauli välistamispõhimõtet, mis ütleb, et kaks fermiooni ei saa jagada sama kvantolekut, kui neil on samad kvantarvud, näiteks spinn.
K: Mitu erinevat fundamentaalset fermiooni on olemas?
V: On olemas 24 erinevat fundamentaalset fermiooni - 6 kvarki ja 6 leptonit ning nende vastavad antiriikmed.
K: Mis vahe on sama laenguga kvarkide või leptonite vahel?
V: Peamine erinevus sama laenguga kvarkide või leptonite vahel on nende mass.
K: Mis on sfermion ? V: Iga fermioni supersümmeetrilist vastet nimetatakse "sfermioniks".
