Fermionen sind die Bausteine ​​der Materie. Elektronen, Protonen, Neutronen und Quarks sind allesamt Fermionen. Sie unterliegen dem Pauli-Prinzip, das besagt, dass keine zwei Fermionen denselben Quantenzustand einnehmen können. Diese Regel ist der Grund für die Struktur von Atomen, die Reihenfolge der Elektronenschalen und dafür, dass Materie nicht zu einem einzigen dichten Klumpen kollabiert. Fermionen besitzen einen halbzahligen Spin, beispielsweise 1/2 oder 3/2. Bosonen hingegen haben einen ganzzahligen Spin und können denselben Zustand einnehmen.

Das Pauli-Prinzip hat weitreichende Konsequenzen. Es ist der Grund, warum Weiße Zwerge und Neutronensterne nicht unter ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren. Die Elektronen bzw. Neutronen widerstehen der Kompression, weil sie nicht alle denselben Zustand einnehmen können. Dieser Widerstand wird als Entartungsdruck bezeichnet. Fermionen gibt es in zwei Arten: Quarks, die der starken Wechselwirkung unterliegen, und Leptonen, die dieser nicht unterliegen. Quarks verbinden sich zu Protonen und Neutronen. Zu den Leptonen gehören Elektronen, Myonen und Neutrinos. Jedes Fermion besitzt ein Antiteilchen mit entgegengesetzter Ladung. Der Begriff „Fermion“ ehrt Enrico Fermi, der die statistischen Methoden zur Beschreibung von Fermionen entwickelte.

Fermion-Fakten

• Materieteilchen. Elektronen, Protonen, Neutronen, Quarks.
• Spin. Halbzahl, wie 1/2.
• Ausschlussprinzip. Keine zwei Personen befinden sich im gleichen Quantenzustand.
• Entartungsdruck. Unterstützt Weiße Zwerge und Neutronensterne.
• Types. Quarks und Leptonen.

Fermionen sind nicht dasselbe wie Bosonen. Fermionen sind Bestandteile der Materie. Bosonen übertragen Kräfte.