Fermión

Fermión

Diferencia entre fermiones y bosones.

Un fermión, llamado así en honor al célebre científico italiano Enrico Fermi, es uno de los dos tipos básicos de partículas que existen en la naturaleza (el otro tipo son los bosones). Los fermiones se caracterizan por tener spin semi-entero (1/2,3/2...).

En el modelo estándar existen dos tipos de fermiones fundamentales, los quarks y los leptones. En el modelo estándar de física de partículas los fermiones se consideran los constituyentes básicos de la materia, que interactúan entre ellos vía bosones de gauge.


Descripción cuántica

En la descripción de la mecánica cuántica no relativista las funciones de onda de los fermiones son antisimétricas, lo cual se corresponde con el hecho de que obedecen la estadística de Fermi-Dirac verificando, por tanto, el principio de exclusión de Pauli. Esta propiedad implica, que dos fermiones no pueden ocupar el mismo estado cuántico al mismo tiempo.

Todas las partículas elementales "observadas" son fermiones o bosones. Una partícula compuesta, formada por varias elementales, puede ser también un fermión o un bosón dependiendo sólo del número de fermiones que contenga:

  • Las partículas compuestas que contienen un número par de fermiones son bosones. Este es el caso, por ejemplo, de los mesones o del núcleo de carbono-12.
  • Las partículas compuestas que contienen un número impar de fermiones son fermiones. Este es el caso, por ejemplo, de los bariones o del núcleo de carbono-13.

Por el contrario el número de bosones que contenga la partícula es irrelevante de cara a determinar su posible naturaleza fermiónica o bosónica.

Por supuesto, el comportamiento fermiónico o bosónico de las partículas compuestas solo se aprecia si observamos el sistema a gran distancia en comparación con la escala de la partícula. Si observamos a escalas similares entonces la contribución de la estructura espacial empieza a ser importante. Por ejemplo, dos átomos de helio-4 a pesar de ser bosones no pueden ocupar el mismo espacio si este es comparable al tamaño de la estructura de la partícula en cuestión. Así, el helio líquido tiene una densidad finita comparable a la densidad de la materia líquida ordinaria.

Fermiones elementales

Los fermiones elementales se dividen en dos grupos:

  • quarks, que forman las partículas del núcleo atómico, y que son capaces de experimentar la interacción nuclear fuerte.
  • leptones, entre los que se encuentran los electrones y otras que interactúan básicamente mediante la interacción electrodébil.

La materia ordinaria está básicamente formada por fermiones y a ellos debe prácticamente toda su masa. Los átomos están básicamente formados por quarks que a su vez forman los protones y los neutrones del núcleo atómico y también de leptones, los electrones. El principio de exclusión de Pauli obedecido por los fermiones es el responsable de la "impenetrabilidad" de la materia ordinaria, que hace que esta sea una substancia extensa. El principio de Pauli también es responsable de la estabilidad de los orbitales atómicos haciendo que la complejidad química sea posible. También es el responsable de la presión ejercida por la materia degenerada.

Los fermiones elementales también pueden ser clasificados en:

  • fermiones de Majorana, cuando son estados propios del operador de conjugación de carga y por tanto dos fermiones de ese tipo pueden aniquilarse mutuamente.
  • fermiones de Dirac, cuando no son estados propios del operador de conjugación de carga, y por tanto, tiene una carga eléctrica de signo contrario a la de su correspondiente antipartícula.

Véase también

Obtenido de "Fermi%C3%B3n"

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Mira otros diccionarios:

  • fermion — [ fɛrmjɔ̃ ] n. m. • 1955; de Fermi, n. d un physicien italien ♦ Phys. Particule fondamentale ou atome dont le nombre de spin est demi entier ou nul. Les électrons, les nucléons sont des fermions. ● fermion nom masculin (de Fermi, nom propre)… …   Encyclopédie Universelle

  • fermion — fermión s. m. (sil. mi on), pl. fermióni Trimis de siveco, 10.08.2004. Sursa: Dicţionar ortografic  FERMIÓN s.m. Denumire generică dată particulelor elementare cu spin semiîntreg (electronul, protonul, neutronul etc.). [cf. Férmi – fizician… …   Dicționar Român

  • fermion — n. any particle that obeys Fermi Dirac statistcs and is subject to the Pauli exclusion principle. [WordNet 1.5] …   The Collaborative International Dictionary of English

  • Fermión — fermión. (De E. Fermi, 1901 1954, físico italiano, y ón2). m. Fís. Partícula elemental que, como el protón y el electrón, sigue la estadística de Fermi Dirac. * * * Un fermión, nombrada después del célebre científico italiano Enrico Fermi es una… …   Enciclopedia Universal

  • férmion — s. m. [Física] Partícula elementar de spin semi inteiro. • [Brasil] Plural: fermíones ou férmions.   ‣ Etimologia: inglês fermion, de [Enrico] Fermi, antropônimo [físico italiano]   ♦ Grafia em Portugal: fermião …   Dicionário da Língua Portuguesa

  • fermìōn — m 〈G fermióna〉 fiz. elementarna čestica (ili vezano stanje elementarnih čestica, npr. atomska jezgra ili atom) s polucijelim kvantnim brojem spina …   Veliki rječnik hrvatskoga jezika

  • fermion — fermìōn m <G fermióna> DEFINICIJA fiz. elementarna čestica (ili vezano stanje elementarnih čestica, npr. atomska jezgra ili atom) s polucijelim kvantnim brojem spina (1/2, 3/2, 5/2... itd.); fermioni se pokoravaju Fermi Diracovoj statistici …   Hrvatski jezični portal

  • fermión — (De E. Fermi, 1901 1954, físico italiano, y ón2). m. Fís. Partícula elemental que, como el protón y el electrón, sigue la estadística de Fermi Dirac …   Diccionario de la lengua española

  • fermion — [fer′mē än΄, fʉr′mē än΄] n. [after FERMI Enrico + ON] Particle Physics any of a class of subatomic particles that obey the Pauli exclusion principle and have fractional spin, including the leptons, quarks, and baryons: see BOSON …   English World dictionary

  • Fermion — In particle physics, fermions are particles which obey Fermi Dirac statistics; they are named after Enrico Fermi. In contrast to bosons, which have Bose Einstein statistics, only one fermion can occupy a quantum state at a given time; this is the …   Wikipedia


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