در حال ویرایش فرمیون
هشدار: شما وارد نشدهاید. نشانی آیپی شما برای عموم قابل مشاهده خواهد بود اگر هر تغییری ایجاد کنید. اگر وارد شوید یا یک حساب کاربری بسازید، ویرایشهایتان به نام کاربریتان نسبت داده خواهد شد، همراه با مزایای دیگر.
این ویرایش را میتوان خنثی کرد.
لطفاً تفاوت زیر را بررسی کنید تا تأیید کنید که این چیزی است که میخواهید انجام دهید، سپس تغییرات زیر را ذخیره کنید تا خنثیسازی ویرایش را به پایان ببرید.
نسخهٔ فعلی | متن شما | ||
سطر ۱: | سطر ۱: | ||
== فرمیون == | == فرمیون == | ||
− | فِرمیون (انگلیسی: Fermion)، نامیده شده به اسم فیزیکدان ایتالیایی [[انریکو فرمی]]، به [[ذرات بنیادی]] با [[اسپین]] نیمه گفته میشود. اصولا همه ذرههای اساسی در مکانیک کوانتومی، یا از فرمیونها یا از [[ | + | فِرمیون (انگلیسی: Fermion)، نامیده شده به اسم فیزیکدان ایتالیایی [[انریکو فرمی]]، به [[ذرات بنیادی]] با [[اسپین]] نیمه گفته میشود. اصولا همه ذرههای اساسی در مکانیک کوانتومی، یا از فرمیونها یا از [[بوزون]]ها هستند. [[الکترون]]ها، [[لپتون]]ها، نیتریونها و حتی [[کوارک]]ها همگی فرمیون میباشند. به این ترتیب، ذرات تشکیلشده از تعداد فردی از فرمیونها نیز، جزو فرمیونها میشوند. |
در فیزیک ذرات، فرمیونها ذراتی هستند که ازآمار فرمی–دیراک، تبعیت میکنند که بر اساس نام انریکو فرمی نام گذاری شدهاست. در مقابل آنها، [[بوزون]]ها از آمار بوز – اینشتین پیروی میکنند | در فیزیک ذرات، فرمیونها ذراتی هستند که ازآمار فرمی–دیراک، تبعیت میکنند که بر اساس نام انریکو فرمی نام گذاری شدهاست. در مقابل آنها، [[بوزون]]ها از آمار بوز – اینشتین پیروی میکنند | ||
سطر ۷: | سطر ۷: | ||
در یک لحظهٔ معین، تنها یک فرمیون میتواند، یک حالت کوانتومی را اشغال کند که این بیان [[اصل طرد پاولی]] است. بدین معنی که اگر بیش از یک فرمیون فضای مشابهی را در فضا اشغال کنند، مشخصهٔ هر فرمیون (برای مثال [[اسپین]])، باید از دیگری متفاوت باشد. فرمیونها معمولا بخش اصلی ماده هستند و بوزونها ذرات حامل نیرو هستند. به هر جهت تمایز بین دو مفهوم در فیزیک کوانتومی نامشخص است. | در یک لحظهٔ معین، تنها یک فرمیون میتواند، یک حالت کوانتومی را اشغال کند که این بیان [[اصل طرد پاولی]] است. بدین معنی که اگر بیش از یک فرمیون فضای مشابهی را در فضا اشغال کنند، مشخصهٔ هر فرمیون (برای مثال [[اسپین]])، باید از دیگری متفاوت باشد. فرمیونها معمولا بخش اصلی ماده هستند و بوزونها ذرات حامل نیرو هستند. به هر جهت تمایز بین دو مفهوم در فیزیک کوانتومی نامشخص است. | ||
− | فرمیونها میتوانند [[ذرات بنیادی]] باشند مانند [[الکترون]] یا ترکیبی باشند مثل [[پروتون]]. همهٔ فرمیونهای مشاهده شده، دارای [[اسپین]] نیمه صحیح هستند برخلاف [[ | + | فرمیونها میتوانند [[ذرات بنیادی]] باشند مانند [[الکترون]] یا ترکیبی باشند مثل [[پروتون]]. همهٔ فرمیونهای مشاهده شده، دارای [[اسپین]] نیمه صحیح هستند برخلاف [[بوزون]]ها که [[اسپین]] صحیح دارند. در قضیه اسپین - آمار، نشان داده میشود که یک تابع موج، با تعویض جای دو فرمیون همسان، منفی میشود. البته در سیستمهای بوزونی، با جابه جایی دو بوزون، تابع موج هیچ تغییری نمیکند. در مدل استاندارد، دو گونه فرمیون بنیادی وجود دارد: [[کوارک]]ها و [[لپتون]]ها. در کل ۲۴ فرمیون متفاوت وجود دارد: ۶ کوارک و ۶ لپتون، که هر کدام با پاد ذرهٔ متناظرش همراه است. |
۱۲ کوارک : ۶ ذره (u • d • s • c • b • t ) به همراه ۶ پاد ذرهٔ متناظر (u • d • s • c • b • t ) | ۱۲ کوارک : ۶ ذره (u • d • s • c • b • t ) به همراه ۶ پاد ذرهٔ متناظر (u • d • s • c • b • t ) | ||
سطر ۲۲: | سطر ۲۲: | ||
طبق تعریف، فرمیونها ذراتی هستند که از آمار فرمی-دیراک تبعیت میکنند. ذراتی که بوسیلهٔ آمار فرمی-دیراک توصیف میشوند، از [[اصل طرد پاولی]] پیروی میکنند. به این معنی که تمایل ندارند در کنار هم قرار بگیرند، یعنی فرمیونها منزوی هستند و هیچ دو فرمیونی نمیتواند در یک لحظهٔ معین، یک حالت کوانتومی را اشغال کنند. این ذرات طبق [[اصل طرد پاولی]] هنگامی که در یک حالت کوانتومی قرار میگیرند همدیگر را دفع میکنند و اگر ذرهای در یک حالت کوانتومی خاص قرار گیرد مانع از آن میشود که ذره دیگری هم بتواند به آن حالت دسترسی یابد. این امر، باعث سختی و استحکام حالتهایی میشود که شامل فرمیون هستند (هسته، [[اتم]]ها، [[مولکول]]ها و ...)؛ بنابراین گاهی اوقات گفته میشود که فرمیونها بخش اصلی ماده هستند، در حالی که بوزونها ذراتیند که فعل و انفعالات را انتقال میدهند (حاملان [[نیرو]]) یا بخش اصلی تشعشعاتند. میدانهای کوانتومی فرمیونها، که میدانهای فرمیونیک (fermionic fields) نامیده میشوند از روابط تبدیل متعارفی و استاندارد، پیروی میکنند. | طبق تعریف، فرمیونها ذراتی هستند که از آمار فرمی-دیراک تبعیت میکنند. ذراتی که بوسیلهٔ آمار فرمی-دیراک توصیف میشوند، از [[اصل طرد پاولی]] پیروی میکنند. به این معنی که تمایل ندارند در کنار هم قرار بگیرند، یعنی فرمیونها منزوی هستند و هیچ دو فرمیونی نمیتواند در یک لحظهٔ معین، یک حالت کوانتومی را اشغال کنند. این ذرات طبق [[اصل طرد پاولی]] هنگامی که در یک حالت کوانتومی قرار میگیرند همدیگر را دفع میکنند و اگر ذرهای در یک حالت کوانتومی خاص قرار گیرد مانع از آن میشود که ذره دیگری هم بتواند به آن حالت دسترسی یابد. این امر، باعث سختی و استحکام حالتهایی میشود که شامل فرمیون هستند (هسته، [[اتم]]ها، [[مولکول]]ها و ...)؛ بنابراین گاهی اوقات گفته میشود که فرمیونها بخش اصلی ماده هستند، در حالی که بوزونها ذراتیند که فعل و انفعالات را انتقال میدهند (حاملان [[نیرو]]) یا بخش اصلی تشعشعاتند. میدانهای کوانتومی فرمیونها، که میدانهای فرمیونیک (fermionic fields) نامیده میشوند از روابط تبدیل متعارفی و استاندارد، پیروی میکنند. | ||
− | اصل طرد پاولی درمورد فرمیونها و استحکام ناشی از آن در ماده، منجر میشود به پایداری لایههای [[الکترون]] و ترکیب [[اتم]] ها و بنابراین ساخت ترکیبات شیمی ممکن میشود. همچنین دلیلیست برای [[فشار]] داخلی مادهٔ تبهگن که تا حد زیادی حالت تعادل کوتولههای سفید و | + | اصل طرد پاولی درمورد فرمیونها و استحکام ناشی از آن در ماده، منجر میشود به پایداری لایههای [[الکترون]] و ترکیب [[اتم]] ها و بنابراین ساخت ترکیبات شیمی ممکن میشود. همچنین دلیلیست برای [[فشار]] داخلی مادهٔ تبهگن که تا حد زیادی حالت تعادل کوتولههای سفید و ستارههای نوترونی را برقرار میکند. |
− | تمام ذرات بنیادی دارای یک خصوصیت کوانتوم مکانیکی اند که میتوان تقریباً آن را چرخش فرض کرد. فرمیونها ([[ | + | تمام ذرات بنیادی دارای یک خصوصیت کوانتوم مکانیکی اند که میتوان تقریباً آن را چرخش فرض کرد. فرمیونها ([[الکترون]]ها، [[پروتون]]ها و [[نوترون]]ها) دارای چرخشهایی هستند که مضارب نیمه صحیح اند؛ بدین معنا که اگر بخواهیم با استعاره صحبت کنیم باید بگوئیم که لازم است دو دور کامل بچرخند تا به وضعیت ابتدایی خویش بازگردند. بوزونها (مثلاً [[فوتون]]ها) دارای چرخشهایی با مضرب صحیح (۰ ۱، ۲، و غیره) هستند. |
در سیستمهای بزرگ، تفاوت بین آمار بوزونی و فرمیونی تنها در [[چگالی]]های بالا وقتی در تابعهای موج، همپوشانی وجود داشته باشد، ظاهر میشود. در چگالیهای پایین، هر دو آمار با تقریب خوبی توسط قاعدهٔ آماری ماکسول – بولتزمن جواب میدهند که توسط مکانیک کلاسیک بیان میشود. | در سیستمهای بزرگ، تفاوت بین آمار بوزونی و فرمیونی تنها در [[چگالی]]های بالا وقتی در تابعهای موج، همپوشانی وجود داشته باشد، ظاهر میشود. در چگالیهای پایین، هر دو آمار با تقریب خوبی توسط قاعدهٔ آماری ماکسول – بولتزمن جواب میدهند که توسط مکانیک کلاسیک بیان میشود. | ||
سطر ۷۹: | سطر ۷۹: | ||
رفتار فرمیونی یا بوزونی یک ذره (یا سیستم) مرکب، تنها در فواصل طولانی (در مقایسه با اندازهٔ سیستم) دیده میشود. هنگامی ساختار سه بعدی اهمیت مییابد که ذره (یا سیستم) مرکب، طبق ساختار تشکیل دهنده اش رفتار کند. | رفتار فرمیونی یا بوزونی یک ذره (یا سیستم) مرکب، تنها در فواصل طولانی (در مقایسه با اندازهٔ سیستم) دیده میشود. هنگامی ساختار سه بعدی اهمیت مییابد که ذره (یا سیستم) مرکب، طبق ساختار تشکیل دهنده اش رفتار کند. | ||
− | وقتی که فرمیونها در مجاورت با جفتشان مرز ضعیفی داشته باشد، | + | وقتی که فرمیونها در مجاورت با جفتشان مرز ضعیفی داشته باشد، می توانند از خود رفتار بوزونی نشان دهند. این، اساس ابر رسانایی و ابر شارگی هلیوم-۳ است. |