פרמיון

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

כל החלקיקים בטבע הם שייכים לאחד משני סוגים: פרמיונים או בוזונים. פרמיונים הם חלקיקים שמקיימים את התכונות הבאות:

  • שני פרמיונים אינם יכולים להימצא באותו מקום ובאותו מצב פיזיקלי. זהו עקרון האיסור של פאולי.
  • לפרמיון יש ספין חצי שלם (1/2 או 3/2 או 5/2 וכן הלאה).

לפי משפט סטטיסטיקת הספין שתי תכונות אלה קשורות זו בזו. באופן פורמלי, הסיבה שפרמיונים מקיימים את עקרון האיסור של פאולי נובעת מכך שלחלקיקים פרמיונים יש מצב קוונטי אנטי-סימטרי. מכך גם נובע, שפרמיונים מקיימים את סטטיסטיקת פרמי-דיראק. לחלקיקים בעלי ספין בגודל S יש סימטרית סיבוב של \frac{2\pi}{S} רדיאנים. לדוגמה, בכדי לסובב חלקיק בעל ספין 1/2 עד שיחזור למצבו התחילי, עלינו לסובבו בזוית של רדיאנים, כלומר שני סיבובים.

חלקיקים המורכבים ממספר זוגי של פרמיונים מתנהגים כבוזונים (כמו מזונים), וכאלה המורכבים ממספר אי-זוגי של פרמיונים מתנהגים כפרמיונים (כמו באריונים, למשל הפרוטון והניוטרון).

החלקיקים היסודיים המרכיבים את החומר הם פרמיונים המתחלקים לשתי קבוצות, קווארקים (היוצרים פרוטונים ונייטרונים) ולפטונים (כמו אלקטרונים ונייטרינו). חוק האיסור של פאולי לגבי פרמיונים אחראי ליציבות הקונפיגורציות האלקטרוניות באטום, ומאפשר את קיומם של מבנים כימיים. זאת כיוון שאף על פי שכל האלקטרונים באטום נמשכים לגרעין, הם נשארים בקונפיגורציות שונות כך שלא יהיו שני אלקטרונים באותו מצב פיזיקלי.

דוגמאות לפרמיונים:

הפרמיונים קרויים על-שם אנריקו פרמי.

[עריכה] ראו גם

חלקיקים בפיזיקה - חלקיקים אלמנטריים

פרמיונים : קווארקים | לפטונים

בוזונים נושאי כוח : פוטון | בוזוני W ו-Z | גלואון

חלקיקים שטרם נצפו בניסוי

בוזון היגס | גרביטון

שותפי-על: נייטרלינו | צ'רג'ינו | גרביטינו | גלואינו | סקווארק | סלפטון