Jako fermiony označujeme částice s poločíselným spinem (1/2, 3/2, 5/2…),
které se řídí Pauliho vylučovacím principem a Fermiho-Diracovou statistikou. Fermiony
jsou pravým opakem družných bosonů, které se rády
spolčují a klidně ve velkém množství obsazují stejný kvantový stav. Ne tak fermiony, které
můžeme s trochou nadsázky považovat za nerudné, nesnášenlivé a samotářské částice.
První objevená elementární částice - elektron
- patří mezi fermiony, které jsou zvané také Fermiho částice. To podle italského fyzika
Enrica Fermiho (1901 - 1954), podle kterého tuto skupinu částic pojmenoval Paul Dirac.
Fermiony se řídí, jak jsem již uvedl výše, Pauliho vylučovacím principem, který byl
formulován roku 1924. Ten říká, že v daném kvantovém systému nemohou existovat současně
dvě částice ve shodném kvantovém stavu.
Mezi fermiony patří nejen elektron, ale také proton
a neutron, základní stavební kameny veškeré látky
v pozorovatelném vesmíru. Patří sem i kvarky, avšak… U kvarků, které jsou rovněž fermiony,
je to poněkud složitější. Je-li částice složena ze tří kvarků (např. proton a neutron),
má poločíselný spin a chová se jako fermion. Avšak je-li částice složena ze dvou kvarků
(resp. kvarku a antikvarku), má celočíselný spin a chová se jako boson. Typicky
mezony…
Fermiony mají ale i další specifické vlastnosti. Mají např. baryonová a leptonová
kvantová čísla. Standardní model rozlišuje, jak již lze vyčíst výše, dva základní
typy fermionů - kvarky a leptony. Existuje
šest kvarků a šest leptonů (elektron a neutrina).
A jejich antičástice. Celkem jich tedy standardní model zná 24. Navíc standardní model
rozlišuje fermiony na Diracovy, Majoranovy a Weylovy. O těch však zase až příště.
