Fermión
| Fermión | |
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| tipu de partícula cuántica | |
partícula cuántica masiva (es)  | |
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Un fermión ye unu de los dos tipos básicos de partícules elementales qu'esisten na naturaleza (l'otru tipu ye'l bosón). Los fermiones carauterizar por tener espín semi-enteru (1/2, 3/2, ...). Nel modelu estándar de física esisten dos tipos de fermiones fundamentales, los quarks y los leptones. Los fermiones considérense los constituyentes básicos de la materia, que interactúan ente ellos vía bosones de gauge. El tipu de partícula llámase asina n'honor al científicu italianu Enrico Fermi.
Descripción cuántica
[editar | editar la fonte]Na descripción de la mecánica cuántica non relativista les funciones d'onda de los fermiones son antisimétricas, lo cual correspuéndese col fechu de qu'obedecen la estadística de Fermi-Dirac verificando, poro, el principiu d'esclusión de Pauli. Esta propiedá implica que dos fermiones nun pueden ocupar el mesmu estáu cuánticu coles mesmes. Toles partícules elementales "reparaes" son fermiones o bosones. Una partícula compuesta, formada por delles elementales, pue ser tamién un fermión o un bosón dependiendo solo del númberu de fermiones que contenga:
- Les partícules compuestes que contienen un númberu par de fermiones lleguen a portase como bosones (pa valores de la enerxía tales que nun se ruempan les lligadures ente elles). Este ye'l casu, por casu, de los mesones o del nucleu de carbonu-12.
- Les partícules compuestes que contienen un númberu impar de ferminones pórtense en sí mesmes como fermiones. Este ye'l casu, por casu, de los bariones o del nucleu de carbonu-13.
Pela cueta el númberu de bosones que contenga la partícula ye irrelevante de cara a determinar la so posible naturaleza fermiónica o bosónica.
De xacíu, el comportamientu fermiónico o bosónico de les partícules compuestes solo apréciase si reparamos el sistema a gran distancia en comparanza cola escala de la partícula. Si reparamos a escales similares entós la contribución de la estructura espacial empieza a ser importante. Por casu, dos átomos de heliu-4 a pesar de ser bosones nun pueden ocupar el mesmu espaciu si esti ye comparable al tamañu de la estructura de la partícula en cuestión. Asina, l'heliu líquidu tien una densidá finita comparable a la densidá de la materia líquida ordinaria.
Fermiones elementales
[editar | editar la fonte]Los fermiones elementales estremar en dos grupos:
- Quarks, que formen les partícules del nucleu atómicu, y que son capaces d'esperimentar la interacción nuclear fuerte.
- Leptones, ente los que s'atopen los electrones y otres que interactúan básicamente por aciu la interacción electrodébil.
La materia ordinario ta básicamente formada por fermiones y allos debe práuticamente tola so masa. Los átomos tán compuestos por quarks que de la mesma formen los protones y los neutrones del nucleu atómicu y tamién por leptones, los electrones. El principiu d'esclusión de Pauli obedecíu polos fermiones ye'l responsable de la "impenetrabilidad" de la materia ordinario, que fai qu'esta seya una sustancia estensa. El principiu de Pauli tamién ye responsable de la estabilidá de los orbitales atómicos faciendo que la complexidá química seya posible. Tamién ye'l responsable de la presión exercida pola materia dexenerada.
Los fermiones elementales tamién pueden ser clasificaos en:
- Fermiones de Majorana, cuando son estaos propios del operador de conxugación de carga y por tanto dos fermiones d'esi tipu pueden aniquilase mutuamente.
- Fermiones de Dirac, cuando nun son estaos propios del operador de conxugación de carga, y por tanto, tien una carga llétrica de signu contrariu a la de la so correspondiente antipartícula.