Fermion

Ein Fermion ist eine Kategorie von Elementarteilchen. Sie sind sehr klein und sehr leicht. Man kann sich Fermionen als Bausteine der Materie vorstellen, da die Atome aus Fermionen bestehen. Paul Dirac nannte sie Fermionen zu Ehren eines berühmten Wissenschaftlers namens Enrico Fermi.


Ein Elektron (ein geladenes Teilchen) ist ein Fermion, aber ein Photon (das Teilchen der elektromagnetischen Strahlung) ist kein Fermion. Die Spinzahlen von Fermionen sind 1/2, 3/2, 5/2, usw. Da ihr Spin keine ganze Zahl ist, folgen sie dem Pauli-Ausschlussprinzip: keine zwei Fermionen können sich einen Quantenzustand (der die Position im Raum einschliesst) teilen, wenn sie die gleichen Quantenzahlen haben, wie z.B. den Spin. Mit anderen Worten: Fermionen können miteinander kollidieren. Dieses Verhalten ist bei der anderen Klasse von Elementarteilchen, den so genannten Bosonen, nicht gegeben: Man kann viele Bosonen, zum Beispiel Photonen, zur gleichen Zeit am gleichen Ort haben. Die Bewegung der Fermionen folgt der Fermi-Dirac-Statistik.

Die meisten bekannten Fermionen haben einen Spin von 1/2. Ein Beispiel für eine Fermionenart mit einem Spin von 1/2 ist das Elektron. Das Elektron gehört zu einer Gruppe von Fermionen, die Leptonen genannt werden.

Fundamentale Fermionen (Fermionen, die aus nichts anderem bestehen) sind entweder Quarks oder Leptonen. Es gibt 6 verschiedene Arten von Quarks (genannt "Aromen") und 6 verschiedene Arten von Leptonen. Dies sind ihre Namen:

  • Quarks - oben, unten, Charme, seltsam, oben, unten
  • Leptonen - Elektron, Myon, Tau, Elektron-Neutrino, Myon-Neutrino, Tau-Neutrino

Jedem dieser Fermionen ist auch ein Antiteilchen zugeordnet, so dass es insgesamt 24 verschiedene fundamentale Fermionen gibt. Das Antiteilchen ist dem ursprünglichen Teilchen ähnlich, jedoch mit entgegengesetzter elektrischer Ladung. Die "up"-, "charm"- und "top"-Quarks haben eine elektrische Ladung von +2/3. Ihre Antiteilchen haben eine Ladung von -2/3 (anti-up, anti-charm, anti-top). Die anderen drei Quarks (down, strange und bottom) haben eine Ladung von -1/3, und ihre Antiteilchen haben eine Ladung von +1/3. Die Elektronen-, Myon- und Tau-Leptonen haben alle eine Ladung von -1, und ihre Antiteilchen (Anti-Elektron oder "Positron", Anti-Muon, Anti-Tau) haben die Ladung +1. Alle Neutrinos und Antineutrinos haben die Ladung 0. Der Hauptunterschied zwischen Quarks oder Leptonen mit der gleichen Ladung ist ihre Masse.

Das supersymmetrische Gegenstück eines jeden Fermions wird als "Sfermion" bezeichnet.

AlegsaOnline.com - 2020 - License CC3