什么是费米子
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/22 12:18:17
什么是费米子
什么是费米子
什么是费米子
费米子(fermion)：自旋为半整数的粒子.比如电子、质子、中子等以及其反粒子.它们符合泡利不相容原理,以及费米－狄拉克统计：
由全同费米子组成的孤立系统,处于热平衡时,分布在能级εi的粒子数为,Ni＝gi/（e^(α+βεi）+1） .α为拉格朗日乘子、β＝1/（kT）,有体系温度,粒子密度和粒子质量决定.εi为能级i的能量,gi为能级的简并度.
费米子,得名于意大利物理学家费米.
玻色子是依随玻色-爱因斯坦统计,自旋为整数的粒子.玻色子不遵守泡利不相容原理,在低温时可以发生玻色-爱因斯坦凝聚.玻色子包括：.胶子 - 强相互作用的媒介粒子,自旋为1,有8种; 光子 - 电磁相互作用的媒介粒子,自旋为1,只有1种这些基本粒子在宇宙中的“用途”可以这样表述：构成实物的粒子(轻子和重子)和传递作用力的粒子(光子、介子、胶子、W和Z玻色子).在这样的一个量子世界里,所有的成员都有标定各自基本特性的四种量子属性：质量、能量、磁矩和自旋.
这四种属性当中,自旋的属性是最重要的,它把不同将粒子王国分成截然不同的两类,就好像这个世界上因为性别将人类分成了男人和女人一样意义重大.粒子的自旋不像地球自转那样是连续的,而是是一跳一跳地旋转着的.根据自旋倍数的不同,科学家把基本粒子分为玻色子和费米子两大类.费米子是像电子一样的粒子,有半整数自旋(如1/2,3/2,5/2等)；而玻色子是像光子一样的粒子,有整数自旋(如0,1,2等).
这种自旋差异使费米子和玻色子有完全不同的特性.没有任何两个费米子能有同样的量子态：它们没有相同的特性,也不能在同一时间处于同一地点；而玻色子却能够具有相同的特性.
基本粒子中所有的物质粒子都是费米子,是构成物质的原材料(如轻子中的电子、组成质子和中子的夸克、中微子)；而传递作用力的粒子(光子、介子、胶子、W和Z玻色子)都是玻色子.