費米子

在粒子物理學裏 ， 費米子 （ fermion ） 是遵守費米 - 狄拉克統計的粒子 。 費米子包括所有夸克與輕子 ， 任何由奇數個夸克或輕子組成的複合粒子 ， 所有重子與很多種原子與原子核都是費米子 。 術語費米子是由保羅 · 狄拉克給出 ， 紀念恩里科 · 費米在這領域所作的傑出貢獻 。 費米子可以是基本粒子 ， 例如電子 ， 或者是複合粒子 ， 例如質子 、 中子 。 根據相對論性量子場論的自旋統計定理 ， 自旋爲整數的粒子是玻色子 ， 自旋爲半整數的粒子是費米子 。 除了這自旋性質以外 ， 費米子的重子數與輕子數守恆 。 因此 ， 時常被引述的 「 自旋統計關係 」 實際是一種 「 自旋統計量子數關係 」 。 根據費米 - 狄拉克統計 ， 對於N個全同費米子 ， 假設將其中任意兩個費米子交換 ， 則由於描述這量子系統的波函數具有反對稱性 ， 波函數的正負號會改變 。 由於這特性 ， 費米子遵守包利不相容原理 ： 兩個全同費米子不能佔有同樣的量子態 。 因此 ， 物質具有有限體積與硬度 。 費米子被稱爲物質的組成成分 。 質子 、 中子 、 電子是製成日常物質的關鍵元素 。