Фермион

Фермионы являются одной из двух основных классификаций элементарных частиц в физике частиц. Другой классификацией являются бозоны. Фермионы получили свое название в честь итальянского физика Энрико Ферми, который сделал существенный вклад в разработку квантовой теории.

Фермионы обладают полуцелым значением спина (1/2, 3/2, 5/2 и т. д.) и подчиняются принципу исключения Паули, согласно которому два фермиона с одинаковыми квантовыми числами (например, спином и зарядом) не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии одновременно. Это принципиально отличает фермионы от бозонов, которые могут существовать в одном и том же квантовом состоянии.

Электроны, кварки, нейтрино и многие другие элементарные частицы являются фермионами. Фермионы составляют основу для построения материи и обладают фундаментальным значением в физике частиц и конденсированного состояния вещества.

Примером фермионов являются электроны в атомах. Каждый атом может содержать не более двух электронов с одинаковыми квантовыми числами (принцип Паули). Это приводит к структуре электронных оболочек атомов и химическому поведению элементов в периодической системе Менделеева.

Изучение фермионов в физике частиц и конденсированного состояния вещества позволяет понять основные свойства материи, включая электронные свойства твердых тел, проводимость электричества и магнетизм.