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".

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