Fermion

Partículas compostas (tais como hadrões, núcleos e átomos) podem ser bósons ou férmions, dependendo dos seus constituintes. Mais precisamente, devido à relação entre spin e estatística, uma partícula contendo um número ímpar de férmions é ela própria um fêmur. Ele terá spin semi-inteiro.

Exemplos incluem o seguinte:

• Um barião, como o próton ou nêutron, contém três quarks fermiônicos e, portanto, é um férmion.
• O núcleo de um átomo de carbono-13 contém seis prótons e sete nêutrons e, portanto, é um férmion.
• O átomo hélio-3 (3He) é feito de dois prótons, um nêutron e dois elétrons, e portanto é um férmion; também o átomo de deutério é feito de um próton, um nêutron e um elétron, e portanto também é um fúmion.

O número de bósons dentro de uma partícula composta composta composta composta por partículas simples ligadas com um potencial não tem efeito sobre se é um bóson ou um férmion.

O comportamento fermiônico ou bossônico de uma partícula composta (ou sistema) só é visto a grandes distâncias (em comparação com o tamanho do sistema). Na proximidade, onde a estrutura espacial começa a ser importante, uma partícula composta (ou sistema) comporta-se de acordo com sua composição.

Férmions podem exibir comportamento bossônico quando eles se tornam frouxamente unidos em pares. Esta é a origem da supercondutividade e da superfluidade do hélio-3: nos materiais supercondutores, os elétrons interagem através da troca de fônons, formando pares de Cooper, enquanto que no hélio-3, os pares de Cooper são formados através de flutuações de spin.

As quasipartículas do efeito Hall quântico fracionário também são conhecidas como férmions compostos, que são elétrons com um número par de vórtices quantizados ligados a eles.

SkyrmionsEdit

Em uma teoria de campo quântico, pode haver configurações de campo de bósons que são topologicamente torcidos. Estes são estados coerentes (ou solitons) que se comportam como uma partícula, e podem ser fermiônicos mesmo que todas as partículas constituintes sejam bósons. Isto foi descoberto por Tony Skyrme no início dos anos 60, então fermions feitos de bósons são nomeados de skyrmions depois dele.

O exemplo original de Skyrme envolvia campos que tomam valores em uma esfera tridimensional, o modelo original não-linear sigma que descreve o comportamento de grande distância de piões. No modelo de Skyrme, reproduzido no grande N ou aproximação de cordas à cromodinâmica quântica (QCD), o próton e o nêutron são solitons topológicos fermiônicos do campo pioneiro.

Quando o exemplo de Skyrme envolvia física pioneira, há um exemplo muito mais familiar em eletrodinâmica quântica com um monopolo magnético. Um monopolo bosônico com a menor carga magnética possível e uma versão bosônica do elétron formará um diono fermiônico.