Fermión -Speedylook Encyclopedia
と フェルミオン これは、自然に存在する2つの基本タイプの基本粒子の1つです（もう1つのタイプはボソンです）。フェルミオンは、半確定のスピン（1⁄2、3⁄2、…）を持つことで特徴付けられ、したがって、パウリの排除の原則の対象となります。
粒子物理学では、フェルミオンはフェルミ-dirac統計に続く粒子です。一般的に、彼は中程度の統合スピンを持っています：スピン 初め 2 、スピン 3 2 、などフェルミオンにはすべてのクォートとレプトンが含まれているため、すべてのバリオンや多くの原子や核のように、それらの奇妙なものによって形成されるすべての複合粒子が含まれます。フェルミオンは、ボーズ・エインシュタインの統計に従うボソンとは異なります。
標準物理学モデルには、2種類の基本的なフェルミオン、石英とレプトンがあります。フェルミオンは、問題の基本的な構成要素と見なされ、ゲージボソンを介してそれらの間で相互作用します。粒子のタイプは、イタリアの科学者エンリコ・フェルミに敬意を表して命名されています。
一部のフェルミオンは基本粒子（電子など）であり、他のフェルミオンは複合粒子（プロトンなど）です。たとえば、相対的なフィールド理論のスピン統計学的定理によれば、スピン粒子全体がボソンです。代わりに、中央のスピン粒子はフェルミオンです。
スピン特性に加えて、フェルミオンには別の特定の特性があります。それらは、量子数のバリオンまたはレプトンを保存しています。したがって、通常、スピン統計的関係と呼ばれるのは、実際にはスピンと四波の関係です。 [ 初め ]
パウリの除外原則の結果として、特定の時間に特定の量子状態を占めることができるのは、フェルミオンだけです。いくつかのフェルミオンが同じ空間確率分布を持っているとします。したがって、スピンのように、各フェルミオンの少なくとも1つの特性は異なる必要があります。フェルミオンは通常物質に関連していますが、ボソンは一般に力を運ぶ粒子です。ただし、粒子物理学の現在の状態では、両方の概念の区別は明確ではありません。弱い相互作用フェルミオンは、極端な条件でボソンの挙動を示すこともできます。たとえば、低温では、フェルミオンは、負荷のない粒子のない粒子の超流動性と、粒子の負荷の超伝導性を示します。
陽子や中性子などの複合フェルミオンは、日常物質の重要な成分です。
英語の理論的物理学者であるポール・ディラックは、イタリアの物理学者エンリコ・フェルミの姓からフェルミオンの名前を作り出しました。 [ 2 ] 。
量子説明 [ 編集します ]
非相対論的量子力学の説明では、フェルミオンの波動関数は抗滑液であり、これはフェルミ・ディラック統計に従うという事実に対応し、したがって、パウリの除外の原則です。この特性は、2つのフェルミオンが同じ量子状態を同時に占有できないことを意味します。
すべての「観察された」基本粒子は、フェルミオンまたはボソンです。いくつかのエレメンタルによって形成される複合粒子は、含まれるフェルミオンの数のみにのみ依存して、フェルミオンまたはボソンでもあります。
- いくつかのフェルミオンを含む複合粒子は、骨のように動作するようになります（それらの間の結晶が壊れていないようにエネルギー値について）。これは、たとえば、宿や炭素核-12の場合です。
- 奇数のフェルミオンを含む複合粒子は、フェルミオンとしてそれ自体で振る舞います。これは、たとえばバリオネや炭素核-13の場合です。
それどころか、粒子を含むボソンの数は、その可能性のあるフェルミオン性またはボソンの性質を決定するためには無関係です。
もちろん、複合粒子のフェルミオンまたはボソンの挙動は、粒子スケールと比較して、システムを長い距離で観察した場合にのみ見ることができます。同様のスケールを観察すると、空間構造の寄与が重要になり始めます。たとえば、2つのHelio-4原子は、問題の粒子の構造のサイズに匹敵する場合、ボソンであるにもかかわらず同じ空間を占有することはできません。したがって、液体ヘリウムは、通常の液体物質の密度に匹敵する有限密度を持っています。
小学校のフェルミオン [ 編集します ]
基本的なフェルミオンは2つのグループに分けられます。
通常の物質は基本的にフェルミオンによって形成され、事実上すべての質量が必要です。原子は、原子核の陽子と中性子を形成するクォークで構成され、レプトン、電子によっても形成されます。フェルミオンに従うパウリの排除の原則は、通常の物質の「不可解性」に責任があり、これが広範な実質になります。パウリの原則は、化学的複雑さを可能にする原子軌道の安定性についても責任があります。彼はまた、縮退物質によって及ぼす圧力の責任者です。
基本的なフェルミオンは以下に分類することもできます。
- マヨラナのフェルミオンは、彼らが荷重抱合演算子の独自の状態であり、したがってそのタイプの2つのフェルミオンを互いに消滅させることができます。
- Dirac Fermionsは、荷重結合演算子の状態ではない場合、したがって、対応する反粒子のそれとは反対の兆候の電荷を持っています。
超対称フェルミオン [ 編集します ]
基本的な粒子の拡張モデルでは、より多くの基本的なフェルミオンがあります。各ボソンには、超音波粒子粒子としてのフェルミオンがあり、呼び出しがあります ボシノ 、それぞれの場合、スピンは±1/2で異なります。 BosonsSupercompañerosは終了と同一視しています -ino 名前では、たとえば、（仮説的な）グラビトンに対応するフェルミオンが呼び出されます。 グラビチーノ 。
厳密に言えば、まず第一に、相互作用のイメージでは、フェルミオンフィールドが各ボソンフィールドにスーパーコマリーとして割り当てられています。生地の画像では、観測可能または予測された粒子は、これらのフィールドの線形組み合わせとしてそれぞれです。この場合、フェルミオンスーパーパートの側面の混合物に寄与するコンポーネントの数と相対的な割合は、元のボソン側の割合に対応していません。ただし、最も単純なケース（混合物がほとんどまたはまったくない）では、特定のフェルミオンまたはボシノ（上記の重力など）をボソンに割り当てることができます。
これまで、仮定された超測量関連粒子のいずれかの存在が実験的にテストされてきました。したがって、存在する場合は、通常の条件では発生しないほど高い質量が必要です。新世代の粒子加速器は、これらのフェルミオンの少なくともいくつかを直接的または間接的に検出できると予想されます。より軽い超対称粒子（LSP 最も軽い超対称粒子 ）、宇宙の暗黒物質の候補者を見つけることが期待されています。
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