ഫെർമിയോൺ

മൗലിക കണങ്ങളെ പൊതുവെ രണ്ടായി തിരിക്കാം: ഫെർമിയോണുകളെന്നും ബോസോണുകളെന്നും. ഫെർമി-ഡിറാക് സാംഖ്യികം അനുസരിക്കുന്ന കണങ്ങളാണ് ഫെർമിയോണുകൾ. ശാസ്ത്രജ്ഞനായ എൻറിക്കോ ഫെർമിയുടെ ബഹുമാനാർത്ഥമാണ് ഇവ നാമകരണം ചെയ്യപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്. ബോസോണുകളിൽ നിന്ന് വിഭിന്നമായി ഇവ പൗളിയുടെ അപവർജ്ജന നിയമം അനുസരിക്കുന്നതിനാൽ രണ്ട് ഫെർമിയോണുകൾ ഒരിക്കലും ഒരേ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയിൽ ആവുകയില്ല. അതായത് ഒരിടത്ത് ഒരേ ക്വാണ്ടം അവസ്ഥയിലുള്ള ഒന്നിലേറെ ഫെർമിയോണുകൾക്ക് സ്ഥിതിചെയ്യാൻ കഴിയില്ല. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു ആറ്റത്തിന്റെ ഏറ്റവും ഉള്ളിലെ ഷെല്ലിൽ വിപരീത സ്പിൻ ദിശകളിലുള്ള രണ്ട് ഇലക്ട്രോണുകൾ ആകാം. മൂന്നാമതോന്ന് വന്നാൽ ഉയർന്ന ഊർജാവത്ഥയിലേക്ക് പോകാൻ അത് നിർബന്ധിതമാകും. അതിനാൽ രണ്ട് ഫെർമിയോണുകൾ ഒരേ സ്ഥലത്താണെന്നുണ്ടെങ്കിൽ അവയുടെ സ്പിൻ (സ്വയം ഭ്രമണം മൂലമുണ്ടാകുന്ന കോണീയ സംവേഗം) വ്യത്യസ്തമായിരിക്കണം. ഇക്കാരണത്താൽ ഫെർമിയോണുകൾ ദ്രവ്യവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടവയാണ്.

മൗലികകണങ്ങളുടെ പ്രാമാണിക മാതൃക: ആദ്യ മൂന്ന് നിരകളിലുള്ളവയാണ് മൂന്നുതലമുറകളിലായി വർഗ്ഗീകരിക്കപ്പെട്ട ഫെർമിയോണുകൾ. ക്വാർക്ക് കുടുംബവും ലെപ്റ്റോണുകളും അടങ്ങുന്ന കണങ്ങളാണിവ

അടിസ്ഥാന കണികകളായ ഇലക്ട്രോൺ, ആന്തരഘടനയുള്ള പ്രോട്ടോൺ, ലെപ്റ്റോണുകൾ, ക്വാർക്കുകൾ, തുടങ്ങിയ കണങ്ങൾ ഫെർമിയോണുകളാണ്. കണങ്ങളുടെ സ്പിൻ(സ്വയം ഭ്രമണം മൂലമുണ്ടാകുന്ന കോണീയ സംവേഗം) അനുസരിച്ചാണ് ഫെർമിയോണുകളെന്നും ബോസോണുകളെന്നും തരം തിരിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഫെർമിയോണുകളുടെ സ്പിൻ എപ്പോഴും ഒരു ഒറ്റസംഖ്യയുടെ പകുതിയായിരിക്കും. അതായത് 1/2, 1 1/2, 2 1/2, 3 1/2...ഇങ്ങനെയായിരിക്കും ഫെർമിയോണുകളുടെ സ്പിൻ. ഉദാഹരണമായി ഇലക്ട്രോണിന്റെ സ്പിൻ +/- 1/2 ആണ്.