フェルミオン

フェルミオン

(サイエンス)
ふぇるみおん

fermion。フェルミ粒子。
場の量子論において、2種に分けられる粒子の一。電子、クォーク、陽子、中性子などはフェルミオンである。フェルミオンは以下の特徴をもつ:

  • 複数のフェルミオンは同じ量子状態をとることができない。(パウリの排他律)
  • 複数のフェルミオンを表す波動関数は、任意の2つの粒子の交換に対して、その符号を変える。
  • 半整数(すなわち 1/2、3/2、5/2、…)のスピンを持つ。
  • 奇数個のフェルミオンの束縛状態はフェルミオン(例えば陽子=クォーク3つ)であり、偶数個のフェルミオンの束縛状態はボソン(例えばヘリウム4原子核=陽子2つ+中性子2つ)である。

パウリの排他律により、熱平衡状態にあるフェルミオンは、フェルミ・ディラック統計に従い、低温ではフェルミ縮退(例えば、金属中の電子などはフェルミ縮退を起こしている)を起こす。
式の上では、場の量子化において、生成消滅演算子に反交換関係を要請することにより、得られる。

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