Fermionen zijn de deeltjes waaruit materie bestaat. Elektronen, protonen, neutronen en quarks zijn allemaal fermionen. Ze gehoorzamen aan het Pauli-uitsluitingsprincipe, dat stelt dat geen twee fermionen dezelfde kwantumtoestand kunnen innemen. Deze regel verklaart waarom atomen een structuur hebben, waarom elektronen schillen in een specifieke volgorde vullen en waarom materie niet instort tot één dichte massa. Fermionen hebben een half-integer spin, zoals 1/2 of 3/2. Bosonen daarentegen hebben een integer spin en kunnen zich wel in dezelfde toestand ophopen.

Het uitsluitingsprincipe heeft diepgaande gevolgen. Het verklaart waarom witte dwergsterren en neutronensterren niet instorten onder hun eigen zwaartekracht. De elektronen of neutronen verzetten zich tegen compressie omdat ze niet allemaal dezelfde toestand kunnen innemen. Die weerstand wordt degeneratiedruk genoemd. Er bestaan ​​twee soorten fermionen: quarks, die de sterke kernkracht voelen, en leptonen, die dat niet doen. Quarks combineren tot protonen en neutronen. Leptonen omvatten elektronen, muonen en neutrino's. Elk fermion heeft een antideeltje met een tegengestelde lading. Het woord fermion is een eerbetoon aan Enrico Fermi, die de statistische methoden ontwikkelde om ze te beschrijven.

Femionfeiten

• Materiedeeltjes. Elektronen, protonen, neutronen, quarks.
• Spin. Half-integer, zoals 1/2.
• Uitsluitingsprincipe. Geen twee in dezelfde kwantumtoestand.
• Degeneratiedruk. Ondersteunt witte dwergen en neutronensterren.
• Types. Quarks en leptonen.

Fermionen zijn niet hetzelfde als bosonen. Fermionen vormen materie. Bosonen dragen krachten over.