费米子凝聚态费米子( 二 )

简单来说，基本粒子分为两大类，玻色子和费米子。
费米子是构成物质的基本粒子，遵循不相容原理。
玻色子（如光子）作为交换粒子，在粒子之间传来传去，负责产生相互作用力。
自然界中有12种费米子以及对应的反粒子，它们每四种为一代，一共分为三代：
要理解这些，需要了解粒子间的相互作用力，而现代物理学就是在统一这些力，完成“大一统” 。
万有引力：几乎可以忽略不计；粒子交换引力子产生引力。
电磁力：就是带电粒子间的相互作用，把原子约束在一起；是化学反应的基础。
量子电动力学（Quantum Electrodynamics，QED）是解释粒子间电磁作用的理论——粒子通过相互传递光子，来产生作用力。量子电动力学是20世纪40年代由费曼等物理学家创立的，费曼还发明了著名的“费曼图”把粒子间的这种相互作用力画了出来。
强相互作用力：束缚着原子核，也就是有质子和中子的部分，使原子核不至于因为电磁力互斥的作用四分五裂；
量子色动力学（Quantum Chromodynamics，QCD）解释了强相互作用力——当夸克互相交换胶子，就会产生强相互作用力。（这些粒子叫做胶子，也是因为他们把夸克黏在了一起）
弱相互作用力：一些放射现象的起因，也是在恒星内部发生原子合成的作用力之一。
弱相互作用力通过交换三种玻色子发挥作用，这个理论预言了希格斯玻色子的存在。
（2017年7月4日，欧洲和研究组织宣布发现了希格斯玻色子。这是继法拉第和麦克斯韦在150年前统一电磁力后，最重大的一次力的统一。）
如果说费米子构成物质，那么玻色子则负责产生它们之间的力：强相互作用力、电磁力和弱相互用力。这也就是基本粒子的标准模型。
费米子到底是什么？费米子：费米子是依随费米-狄拉克统计、角动量的自旋量子数为半奇数整数倍的粒子。
费米子得名于意大利物理学家费米，遵从泡利不相容原理[3]。根据标准理论，费米子均是由一批基本费米子组成的，而基本费米子则不可能分解为更细小的粒子。
基本费米子分为 2 类：夸克和轻子。而这 2 类基本费米子，又分为合共 24 种味 (flavour)：12 种夸克：包括上夸克 (u)、下夸克 (d)、奇夸克 (s)、粲夸克 (c)、底夸克 (b)、顶夸克 (t)，及它们对应的 6 种反粒子。12 种轻子：包括电子 (e)、渺子 (μ)、陶子 (τ)、、中微子νe、中微子νμ、中微子ντ，及对应的 6 种反粒子，包括 3 种反中微子。中子、质子：都是由三种夸克组成，自旋为1/2 。夸克：上夸克 (u)、下夸克 (d)、奇夸克 (s)、粲(càn)夸克 (c)、底夸克 (b)、顶夸克 (t)，及它们对应的 6 种反粒子。
在一组由全同粒子组成的体系中，如果在体系的一个量子态(即由一套量子数所确定的微观状态)上只容许容纳一个粒子，这种粒子称为费米子。费米子所遵循的统计法称为费米统计法。费米统计法的分布函数为式中n(ε)为体系在温度T达热平衡时处于能态ε的粒子数；α为温度和粒子总数的函数。奇数个核子组成的原子核(因为中子、质子都是费米子，故奇数个核子组成的原子核自旋是半整数。)由全同费米子组成的孤立系统，处于热平衡时，分布在能级εi的粒子数为，Ni=gi/（e^(α+βεi）+1）。α为拉格朗日乘子、β=1/（kT），有体系温度，粒子密度和粒子质量决定。εi为能级i的能量，gi为能级的简并度。

文章插图
【费米子凝聚态费米子】

费米子凝聚态 费米子( 二 )

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