Fermion
On 11 října, 2021 by adminKompozitní částice (jako jsou hadrony, jádra a atomy) mohou být bosony nebo fermiony v závislosti na jejich složkách. Přesněji řečeno, vzhledem ke vztahu mezi spinem a statistikou je částice obsahující lichý počet fermionů sama fermionem. Bude mít poloviční spin.
Mezi příklady patří následující:
- Baryon, například proton nebo neutron, obsahuje tři fermionové kvarky, a je tedy fermionem.
- Jádro atomu uhlíku 13 obsahuje šest protonů a sedm neutronů, a je tedy fermionem.
- Atom helia-3 (3He) se skládá ze dvou protonů, jednoho neutronu a dvou elektronů, a proto je fermionem; Také atom deuteria se skládá z jednoho protonu, jednoho neutronu a jednoho elektronu, a proto je také fermionem.
Počet bosonů ve složené částici složené z jednoduchých částic vázaných potenciálem nemá vliv na to, zda se jedná o boson nebo fermion.
Fermionické nebo bosonické chování složené částice (nebo systému) se projevuje pouze na velkých (ve srovnání s velikostí systému) vzdálenostech. V blízkosti, kde začíná být důležitá prostorová struktura, se složená částice (nebo systém) chová podle složení svých složek.
Fermióny mohou vykazovat bosonické chování, když se volně vážou do dvojic. To je původ supravodivosti a supratekutosti helia-3: v supravodivých materiálech elektrony interagují prostřednictvím výměny fononů a vytvářejí Cooperovy páry, zatímco v heliu-3 se Cooperovy páry vytvářejí prostřednictvím spinových fluktuací.
Kvazičástice frakčního kvantového Hallova jevu jsou také známy jako složené fermiony, což jsou elektrony s připojeným sudým počtem kvantovaných vírů.
SkyrmionyUpravit
Skyrmeho původní příklad zahrnoval pole, která nabývají hodnot na trojrozměrné kouli, tedy původní nelineární model sigma, který popisuje chování pionů na velkých vzdálenostech. Ve Skyrmeho modelu, reprodukovaném ve velkém N neboli strunovém přiblížení kvantové chromodynamiky (QCD), jsou proton a neutron fermionickými topologickými solitony pionového pole.
Zatímco Skyrmeho příklad zahrnoval fyziku pionů, v kvantové elektrodynamice existuje mnohem známější příklad s magnetickým monopolem. Bosonický monopól s nejmenším možným magnetickým nábojem a bosonická verze elektronu vytvoří fermionický dion.
Napsat komentář