Fermion
Fermion je kategorie elementárních částic. Jsou velmi malé a velmi lehké. Fermiony lze považovat za stavební kameny hmoty, protože atomy se skládají z fermionů. Paul Dirac je pojmenoval fermiony na počest slavného vědce Enrica Fermiho.
Elektron (nabitá částice) je fermion, ale foton (částice elektromagnetického záření) jím není. Spinová čísla fermionů jsou 1/2, 3/2, 5/2 atd. Protože jejich spin není celé číslo, řídí se Pauliho vylučovacím principem: žádné dva fermiony nemohou sdílet kvantový stav (který zahrnuje polohu v prostoru), pokud mají stejná kvantová čísla, například spin. Jinými slovy, fermiony se mohou navzájem srážet. Takové chování nemá jiná třída elementárních částic zvaná bosony: na stejném místě se může současně nacházet mnoho bosonů, například fotonů. Pohyb fermionů se řídí Fermiho-Diracovou statistikou.
Většina známých fermionů má spin 1/2. Příkladem fermionu se spinem 1/2 je elektron. Elektron patří do skupiny fermionů zvaných leptony.
Základní fermiony (fermiony, které nejsou tvořeny ničím jiným) jsou kvarky nebo leptony. Existuje 6 různých typů kvarků (tzv. "flavour") a 6 různých typů leptonů. Toto jsou jejich názvy:
- Kvarky - nahoru, dolů, kouzlo, zvláštní, nahoře, dole
- Leptony - elektron, mion, tauon, elektronové neutrino, mionové neutrino, tauonové neutrino
Každý z těchto fermionů má také svou antičástici, takže existuje celkem 24 různých základních fermionů. Antičástice je podobná původní částici, ale má opačný elektrický náboj. Kvarky "up", "charm" a "top" mají elektrický náboj +2/3. Jejich antičástice mají náboj -2/3 (anti-up, anticharm, antitop). Zbývající tři kvarky (dolní, podivný a dolní) mají elektrický náboj -1/3 a jejich antičástice mají náboj +1/3. Elektron, mion a tau leptony mají náboj -1 a jejich antičástice (antielektron neboli "pozitron", antimuon, anti-tau) mají náboj +1. Všechna neutrina a antineutrina mají náboj 0. Hlavním rozdílem mezi kvarky nebo leptony se stejným nábojem je jejich hmotnost.
Supersymetrický protějšek jakéhokoli fermionu se nazývá "sfermion".
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to fermion?
A: Fermion je kategorie elementárních částic, které jsou velmi malé a lehké. Lze je považovat za stavební kameny hmoty, protože se z nich skládají atomy.
Otázka: Kdo je pojmenoval fermiony?
A: Paul Dirac je pojmenoval fermiony na počest slavného vědce Enrica Fermiho.
Otázka: Je elektron fermion?
Odpověď: Ano, elektron (nabitá částice) je typem fermionu.
Otázka: Mohou dva fermiony sdílet stejný kvantový stav?
Odpověď: Ne, protože jejich spinové číslo není celé číslo, řídí se Pauliho vylučovacím principem, který říká, že žádné dva fermiony nemohou sdílet stejný kvantový stav, pokud mají stejná kvantová čísla, například spin.
Otázka: Kolik různých základních fermionů existuje?
Odpověď: Existuje 24 různých základních fermionů - 6 kvarků a 6 leptonů plus jejich přidružené antičástice.
Otázka: Jaký je rozdíl mezi kvarky nebo leptony se stejným nábojem?
Odpověď: Hlavním rozdílem mezi kvarky a leptony se stejným nábojem je jejich hmotnost.
Otázka: Co je to sfermion ? Odpověď:Supersymetrický protějšek jakéhokoli fermionu se nazývá "sfermion".
