Fermion
Il fermione è una categoria di particelle elementari. Sono molto piccole e molto leggere. I fermioni possono essere considerati come i mattoni della materia perché gli atomi sono costituiti da fermioni. Paul Dirac li ha chiamati fermioni in onore di un famoso scienziato chiamato Enrico Fermi.
Un elettrone (una particella carica) è un fermione, ma un fotone (la particella della radiazione elettromagnetica) non lo è. I numeri di spin dei fermioni sono 1/2, 3/2, 5/2, ecc. Poiché il loro spin non è un numero intero, essi seguono il principio di esclusione di Pauli: nessun due fermioni possono condividere uno stato quantico (che include la posizione nello spazio), se hanno gli stessi numeri quantici, come lo spin. In altre parole, i fermioni possono collidere tra loro. Questo comportamento non è nell'altra classe di particelle elementari chiamate bosoni: si possono avere molti bosoni, per esempio fotoni, nello stesso luogo e nello stesso tempo. Il moto dei fermioni segue le statistiche di Fermi-Dirac.
La maggior parte dei fermioni ben noti hanno una rotazione di 1/2. Un esempio di un tipo di fermione con uno spin di 1/2 è l'elettrone. L'elettrone appartiene ad un gruppo di fermioni chiamati leptoni.
I fermioni fondamentali (fermioni che non sono composti da nient'altro) sono o quark o leptoni. Ci sono 6 diversi tipi di quark (chiamati "sapori") e 6 diversi tipi di leptoni. Questi sono i loro nomi:
- Quark - su, giù, fascino, strano, sopra, sotto
- Leptoni - elettrone, muone, tau, neutrino elettronico, neutrino muonico, neutrino muonico, neutrino tau
Ognuno di questi fermioni ha anche un'antiparticella associata ad esso, quindi ci sono in totale 24 diversi fermioni fondamentali. L'antiparticella è simile alla particella originale, ma con carica elettrica opposta. I quark "up", "charm" e "top" hanno una carica elettrica di +2/3. Le loro antiparticelle hanno carica -2/3 (anti-up, anti-charm, anti-top). Gli altri tre quark (down, strange e bottom) hanno carica -1/3, e le loro antiparticelle hanno carica +1/3. I leptoni elettrone, muone e tau hanno tutti carica -1, e le loro antiparticelle (anti-elettrone o "positrone", anti-muone, anti-tau) hanno carica +1. Tutti i neutrini e gli anti-neutrini hanno carica 0. La differenza principale tra quark o leptoni con la stessa carica è la loro massa.
La controparte supersimmetrica di qualsiasi fermione si chiama "sfermione".
Domande e risposte
D: Cos'è un fermione?
R: Il fermione è una categoria di particelle elementari molto piccole e leggere. Possono essere considerati i mattoni della materia, perché gli atomi ne sono composti.
D: Chi ha dato il nome di fermioni?
R: Paul Dirac li ha chiamati fermioni in onore del famoso scienziato Enrico Fermi.
D: L'elettrone è un fermione?
R: Sì, l'elettrone (una particella carica) è un tipo di fermione.
D: Due fermioni possono condividere lo stesso stato quantico?
R: No, poiché il loro numero di spin non è un numero intero, seguono il principio di esclusione di Pauli, che afferma che due fermioni non possono condividere lo stesso stato quantico se hanno gli stessi numeri quantici come lo spin.
D: Quanti fermioni fondamentali esistono?
R: Esistono 24 fermioni fondamentali diversi: 6 quark e 6 leptoni più le loro antiparticelle associate.
D: Qual è la differenza tra quark o leptoni con la stessa carica?
R: La differenza principale tra quark o leptoni con la stessa carica è la loro massa.
D:Che cos'è uno sfermione? R:La controparte supersimmetrica di qualsiasi fermione si chiama "sfermione".
