什么的“費米子”
費米子(fermion)是依隨費米·狄拉克統(tǒng)計、角動量的自旋量子數(shù)為半奇數(shù)整數(shù)倍的粒子。費米子得名于物理學家費米,遵從泡利不相容原理 。根據(jù)標準理論,費米子均是由一批基本費米子組成的,而基本費米子則不可能分解為更細小的粒子。
在一組由全同粒子組成的體系中,如果在體系的一個量子態(tài)(即由一套量子數(shù)所確定的微觀狀態(tài))上只容許容納一個粒子,這種粒子稱為費米子?;蛘哒f自旋為半整數(shù)(1/2,3/2…)的粒子統(tǒng)稱為費米子,服從費米·狄拉克統(tǒng)計。費米子滿足泡利不相容原理,即不能兩個以上的費米子出現(xiàn)在相同的量子態(tài)中。 輕子,核子和超子的自旋都是1/2,因而都是費米子。自旋為3/2,5/2,7/2等的共振粒子也是費米子。中子、質(zhì)子都是由三種夸克組成,自旋為1/2。奇數(shù)個核子組成的原子核。因為中子、質(zhì)子都是費米子,故奇數(shù)個核子組成的原子核自旋是半整數(shù)。
費米子與玻色子的聯(lián)系
根據(jù)自旋倍數(shù)的不同,科學家把基本粒子分為玻色子和費米子兩大類。費米子是像電子一樣的粒子,有半整數(shù)自旋(如1/2,3/2,5/2等);而玻色子是像光子一樣的粒子,有整數(shù)自旋(如0,1,2等)。這種自旋差異使費米子和玻色子有完全不同的特性。沒有任何兩個費米子能有同樣的量子態(tài):它們沒有相同的特性,也不能在同一時間處于同一地點;而玻色子卻能夠具有相同的特性。
基本粒子中所有的物質(zhì)粒子都是費米子,是構(gòu)成物質(zhì)的原材料(如輕子中的電子、組成質(zhì)子和中子的夸克、中微子);而傳遞作用力的粒子(光子、介子、膠子、W和Z玻色子)都是玻色子。
費米子玻色子和費米子是物質(zhì)世界的兩種存在,玻色子和費米子正好和中國古代的陰陽太極思想一致,即陰物質(zhì)是玻色子,是物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ),陽物質(zhì)是費米子,是物質(zhì)存在的形式,我們現(xiàn)實世界存在就是以陰物質(zhì)存在的基礎(chǔ)而表現(xiàn)出陽物質(zhì)形式。