Fermioni

Fermionit ovat hiukkasia, joiden spin on puoliluku. Tavallinen aine koostuu fermioneista. Ryhmä on nimetty Enrico Fermin mukaan. Fermionit noudattavat Fermin-Diracin statistiikan mukaista käyttäytymistä. Tämä tarkoittaa sitä, että kaksi samanlaista fermionia ei voi olla täsmälleen samassa kvanttitilassa (ns. Paulin kieltosääntö). Mikäli systeemin energiatilat ovat kvantittuneet, joutuvat fermionit miehittämään energiatiloja alhaalta lähtien. Tämä aiheuttaa sisäisen paineen, jonka takia aine ei luhistu kokoon. Tästä johtuvat aineen ominaisuudet kuten tilavuus ja kovuus.

Kaikki alkeishiukkaset ovat joko fermioneja tai bosoneja. Bosoneja, esimerkiksi fotoneja Paulin kieltosääntö ei koske, vaan niitä voi olla useita samassa kvanttitilassa, minkä vuoksi niihin sovelletaan Bosen–Einsteinin statistiikkaa.

Fermionien luokittelu

Fermioneihin kuuluvat

• leptonit, esimerkkeinä elektroni ja neutriino
• kvarkit
• baryonit, esimerkkeinä protoni ja neutroni

Näistä leptonit ja kvarkit ovat hiukkasfysiikan standardimallin mukaan alkeishiukkasia, kun taas baryonit koostuvat kolmesta kvarkista ollen yhdistelmähiukkasia.

Lähteet

Hiukkaset fysiikassa