フェルミ粒子 - 通信用語の基礎知識

フェルミ・ディラック統計に従う粒子の俗称。フェルミオンともいう。

概要

フェルミ粒子のスピン量子数は半整数である。パウリの排他原理が適用できる。

フェルミ粒子は1状態に一つしか入ることができない。これが、例えば電子の特徴的な振る舞いを決めている最大の理由である。

これに対して、スピン量子数が整数であるものをボース粒子(ボソン)という。フェルミ粒子とボース粒子の違いは、スピンである。

特徴

一覧

素粒子や複合粒子のうち、レプトンの全てと、ハドロンの一部がフェルミ粒子である。

反粒子

電荷などの性質が正反対になった粒子を反粒子という。

ハドロン

ハドロンであれば、通常のクォークに対し、反クォークで作られた素粒子が反粒子になる。

陽子や中性子に対し、反陽子、反中性子などがある。

電荷がプラスの陽子に対して反陽子はマイナスの電荷を持つが、電荷が中性の中性子に対する反中性子も同様に電荷は中性である。但し、両者は別の粒子である。

レプトン

レプトンであれば、電子、μ粒子、τ粒子などマイナスの電荷を持った粒子に対して、プラスの電荷を持った陽電子、反μ粒子、反τ粒子がある。

一方、ニュートリノのように電荷が中性の粒子に対する反粒子は、同一の粒子なのか異なる粒子なのかは未だ分かっていない。同一である場合はマヨラナ粒子、異なる場合はディラック粒子となる。

超対称性粒子

既存の素粒子に対し、スピン量子数が1/2ずれた素粒子を超対称性粒子という。

まだ発見されていないが、全てのフェルミ粒子にはスピンが1/2ずれてボース粒子となった未知の超対称性粒子があるとされる。

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